연구원들은 전력 생산을 위해 화석 연료에서 벗어나 재생 에너지원으로 완전히 전환할 경우 국가의 에너지 저장 요구 사항을 예측하는 데 사용할 수 있는 모델을 개발했습니다.이 모델은 단기 결정을 내리고 장기 에너지 시스템 계획에 참여할 때 정책 입안자에게 중요한 정보를 제공합니다.

논문은 "장기 용량 확장 에너지 계획에서 에너지 저장 모델링: 이탈리아 시스템 분석,"라는 글이 게재됐다.에너지 저장 저널.

이번 연구의 공동저자이자 동료인 Anderson de Queiroz는 "우리는 러시아의 우크라이나 침공으로 인해 저렴한 천연가스를 확보하는 데 어려움을 겪으면서 최근 몇 년 동안 이탈리아의 에너지 시스템이 크게 어려움을 겪었기 때문에 이 연구의 초점을 이탈리아의 에너지 시스템에 집중했습니다"라고 말했습니다.노스캐롤라이나 주립대학교 토목, 건축 및 환경공학 교수.

"이는 이탈리아가 어떻게 에너지 시스템을 더욱 강력하게 만들 수 있는지에 대한 의문을 제기했습니다. 여기서 우리의 목표는 이탈리아가 화석 연료에서 완전히 벗어나 전력 수요를 충족할 경우 이탈리아의 에너지 저장 요구가 무엇인지 결정할 수 있는 모델을 개발하는 것이었습니다.~와 함께재생 가능한 자원."

에너지 저장은 이 퍼즐의 중요한 부분입니다.재생 가능 에너지 원태양광이나 풍력과 같은 에너지는 항상 같은 속도로 생산되지 않습니다.예를 들어, 다음과 같은 방법으로 생성된 에너지를 저장할 수 있어야 합니다.태양광 발전태양이 빛나지 않는 밤에 그 에너지를 사용할 수 있도록 말이죠.

에너지 시스템의 에너지 저장 요구 사항을 더 잘 이해하기 위해 연구원들은 Temoa라는 기존 최적화 모델을 수정했습니다.

특히 연구진은 하루 중 다양한 시간대와 연중 다양한 시간대에 재생 에너지 생산량이 어떻게 변하는지 설명하기 위해 모델을 수정했습니다.예를 들어, 낮이 길어지는 여름에는 태양광 발전 생산량이 더 많아지지만 밤새 태양열 발전량은 계속 감소합니다.

연구원들은 또한 하루 중 다양한 시간과 계절에 따른 에너지 소비의 변화를 설명했습니다.예를 들어, 사람들이 에어컨을 사용하면 더운 여름 오후에 에너지 소비가 증가할 수 있습니다.

재생 가능 에너지 생산의 일일 및 계절적 변동을 포착하고에너지 소비이를 통해 연구자들은 에너지 시스템의 보다 상세한 모델을 만들 수 있었고 이를 통해 시스템의 에너지 저장 요구 사항에 대한 질문에 더 잘 답할 수 있었습니다.얼마나 많은 재생 에너지를 저장 장치로 전환할 수 있나요?수요를 충족하려면 얼마나 많은 에너지 저장이 필요합니까?

"우리의 수정된 모델은 에너지 저장 용량을 늘리는 것이 이탈리아의 전력 부문을 탈탄소화하는 데 중요하다는 점을 분명히 보여 주지만 몇 가지 세부적인 통찰력도 제공합니다"라고 de Queiroz는 말합니다."예를 들어, 이 모델은 이탈리아가 전력 생산량의 약 10%를 단기 에너지 저장 장치에 저장할 수 있어야 함을 시사합니다."

"단기 에너지 저장"이라는 용어는 다소 혼란스럽습니다.이는 얼마나 오랫동안 지속되는지를 의미하지 않습니다.저장 장치에너지를 저장할 수 있습니다.오히려 이는 장치가 최대 전력 출력을 얼마나 오랫동안 유지할 수 있는지를 나타냅니다.예를 들어, 1시간 동안 2킬로와트 장치는 1시간 동안 2킬로와트의 전력을 방출할 수 있는 반면, 3시간 동안 2킬로와트 장치는 3시간 동안 2킬로와트의 전력을 방출할 수 있습니다.4시간 이하 동안 최대 전력 출력을 방출할 수 있는 에너지 저장 시스템은 일반적으로 단기 에너지 저장 장치로 간주됩니다.

"단기 에너지 저장 장치와 관련된 우리의 예측은 에너지 시스템의 에너지 저장 요구 사항과 최근 비용 예측 및 추산을 기반으로 이러한 장치가 이러한 요구를 충족하는 가장 비용 효과적인 방법이라는 사실에 의해 주도됩니다."라고 de Queiroz는 말했습니다.말한다.

그러나 이 논문은 이탈리아에 초점을 맞추고 있지만, 이 연구를 위해 연구원들이 개발한 수정된 모델은 모든 에너지 시스템의 에너지 저장 요구 사항을 예측하는 데 사용될 수 있습니다.

“세계가 재생 가능한 전력원으로 이동함에 따라 우리는 그 변동성을 설명하는 방법을 찾아야 합니다.”라고 de Queiroz는 말합니다.

"에너지 저장 장치는 우리에게 에너지 생산의 변동에 적응할 수 있는 유연성을 제공하는 동시에 에너지 수요를 충족하는 데 필요한 신뢰성도 제공합니다. 그리고 여기서 시연한 것과 같은 모델은 정책 입안자들에게 장기적인 관점에서 중요한 통찰력을 제공합니다.에너지 저장필요해."

추가 정보:Matteo Nicoli 외, 장기 용량 확장 에너지 계획에서 에너지 저장 모델링: 이탈리아 시스템 분석,에너지 저장 저널(2024).DOI: 10.1016/j.est.2024.113814