기후변화 대응을 위한 가정용 연료전지 시스템의 시간대별 최적화 운전방안 제시와 경제성 평가 및 민감도 분석
An Analysis on the Optimal Operation and Economic Feasibility of Household Fuelcell System for Climate Change.
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초록
정부는 기후변화에 대응하고 신재생에너지 산업을 육성할 목적으로 가정용 연료전지의 단기적 보급 목표를 2012년까지 누적 1,000대로 발표하였다. 본 연구에서는 가정용 연료전지의 최적운전방안 및 경제성평가를 수행한다. 분석의 편의상 대표가정을 서울의 난방면적 100m2인 아파트로 전제하고, 국내에서 상용화된 1kW급 가정용 연료전지설비를 기준으로 하였다. 연료전지가 갖는 열병합시스템의 특성을 감안, 시간대별 열, 전기부하를 산출하고, 열추종, 전기추종방식과 이에 따른 복합추종방식을 이용한 시뮬레이션 결과, 복합추종 시 연간 1,110,955원의 변동비가 발생하며 연간 평균이용률은 61.6%로 추정되었다. 또한 연료전지 이용 시 연간 이산화탄소 저감량은 557로 분석되었다. B/C ratio의 결과는 0.44로 경제성이 없는 것으로 분석되었으며, 시스템이 경제성을 확보하기 위한 가격조건을 검토하여 본 결과 할인율 5.5%인 경우 현재 시스템비용의 약 55% 이상의 가격하락이 필요한 것으로 분석되었다.
Abstract
Korean government recently announced the short-term cumulative target of 1000 fuelcells to promote household fuelcell system by year 2020. This paper is to analyze the optimal operation conditions and the economic feasibility test of household fuelcell system. For the analysis, a representative household is selected for an apartment with the size of 100m2 in Seoul for the fuelcell system with the capacity of 1kW. Taking the CHP(combined heat and power) characteristics of fuelcell system into the model, an analysis is performed based on the comparison of power following and heat following strategies. The Simulation result shows the annual average capacity factor of 61% with the B/C ratio of 0.44. That is, the current household fuelcell system is not economically feasible under the current market conditions. A further sensitivity analysis under 5.5% interest rate condition shows about 55% of system cost reduction required for this system to acquire economic feasibility.
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