KR20130094057A - 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법에 관한 것으로서, 해양 온도 차 발전설비의 건설비용 및 수명주기비용을 해석하여 평가하기 위한 가설을 설정하고, 설정된 가설을 토대로 Hysys 공정 시뮬레이션 프로그램을 통하여 10MW, 5MW, 1MW에 대하여 해양 온도 차 발전 사이클 모형을 설계하며, 모형을 토대로 초기 투자비와 운전비용을 더하여 발전설비의 경제성을 평가하기 위한 수명주기 비용을 계산한다.
따라서, 본 발명은 발전설비의 초기투자비가 많이 소요되지만 유지보수비, 연료비 등의 발전소 건설 이후 소요되는 사후 비용이 적게 소모되어 경제성이 뛰어나고, 무공해 발전설비이기 때문에 환경개선에 이바지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 발전설비의 초기투자비가 많이 소요되지만 유지보수비, 연료비 등의 발전소 건설 이후 소요되는 사후 비용이 적게 소모되어 경제성이 뛰어나고, 무공해 발전설비이기 때문에 환경개선에 이바지할 수 있다.
Description
본 발명은 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법에 관한 것이다.
최근 격변하는 세계 에너지 시장환경으로 인하여 친환경적이고 오랜 기간 지속 가능한 에너지원의 개발이 필요하며, 이에 대한 고찰은 이해 당사자인 정부, 에너지 연구원, 한전과 같은 정부기관뿐만 아니라 관련 산업계의 큰 관심사이다.
우리나라의 에너지 생산, 그 중에서도 가장 대표적인 전기에너지의 생산에서 석탄화력 및 원자력이 가장 큰 비중을 차지하고 있는 에너지원으로 보고되고 있다.
근래 원자재 도입가격의 급상승과 더불어, 이산화탄소, SOx 및 NOx 등의 환경 문제가 대두되면서 전력 에너지 생산과 관련하여 우리의 귀에 너무나 친숙하게 들려오는 소리는 고효율의 환경 친화적이면서도 에너지원의 확보에 있었다. 하지만 2011년에 발생한 일본 후쿠시마 지진이 원자력발전소에 대한 커다란 위험을 가져다 준 것을 보고 전 세계적으로 원자력발전을 아예 포기해야 한다는 여론이 들끓고 있어 에너지확보에 안전성이라는 새삼스럽지 않은 요소가 다변화의 대명사로 일컬어지는 수소 에너지와 대체 에너지에 대한 요구를 더욱 촉진시키고 있다.
수소에너지의 사용은 연료전지 등의 고효율 발전 시스템에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 연소공정에 적용 시 배출가스가 H2O만을 포함하고 있어 고 청정의 연료이며 무한자원이기는 하지만, 현재의 기술로는 수소를 얻어내기 위하여 상당한 댓가를 치러야 하는 것으로 알려져 있으며, 고청정에너지인 태양에너지, 풍력에너지 등의 대체에너지도 점차 그 활용기술의 발달로 인해 점차 에너지원으로의 이용률이 높아지고 있으나, 태양광 발전은 태양전지를 깔아놓을 넓은 땅이 있어야 한다. 풍력발전은 일정속도 이상의 바람이 불어줘야 블레이드(날개)가 회전한다. 특히 풍력은 지역 수용성이 떨어져 민원이 많다. 국토가 좁은 우리 현실에선 확장에 한계가 있다.
따라서 이제 눈을 돌릴 곳은 바다이며, 우리 국토를 3 면으로 둘러싼 바다를 잘 이용하면 고갈 염려가 없는 무공해 에너지를 마음껏 건져 올릴 수 있다.
해양 온도 차 발전은 원할 경우 전기와 염분이 제거된 담수를 동시에 얻을 수 있어 개발가치가 높은 편이다. 수심에 따라 온도가 다른 바닷물의 특성을 이용해 발전이 가능하다.
온도 차 발전은 말 그대로 수심에 따라 온도가 달라지는 바닷물의 온도 차를 이용한다. 해수면은 20~30℃를 유지하지만 수심 500~1000m 깊이로 들어가면 4~5℃의 항온상태가 유지되기 때문이다.
이와 같이 신 재생 에너지원으로 주목받고 있는 해양에너지 개발의 일환으로 해양 심층 수를 활용한 해양 온도 차 발전에 많은 관심이 모이고 있다.
그동안 해양 심층 수는 고품질 생수, 식품, 농수산업 등 주로 산업적 용도로 활용되었으나, 앞으로는 심층수의 저온성을 활용한 신 재생 에너지원으로 활용하기 위한 기술개발에 나서는 것이다.
온도 차 발전시스템(OTEC ; OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION)은 저온의 심층수로 응축된 작동유체(암모니아 등)를 고온의 표층수로 기화시키면서 발생하는 유체흐름으로 터빈을 돌리는 것으로, 미국, 일본 등에서 실용화 연구를 한창 진행 중이다.
또한, 미국, 일본 등 선진국에서는 괌, 후쿠오카 등 해안도시를 중심으로 해양 심층 수를 이용한 해수 냉/난방 시스템(SWAC: SEA WATER AIR CONDITIONING)을 활용하고 있는 실정이다.
해수 냉/난방 시스템은 심층수의 냉열과 표층수의 온 열을 직접 또는 가열하여 냉/난방에 활용하는 것으로 지역단위 냉난방에 활용되고 있다.
우리나라도 동해 해수의 90%를 차지하는 저온의 해양 심층 수와 고온의 발전 온 배수(일 6,000만톤)가 풍부하여 온도 차 에너지 이용의 잠재력은 충분한 실정이다. 다만, 선진국에 비해 해수 온도 차 에너지 이용기술 개발이 체계적으로 이루어지지 않아 기술개발의 여지가 크다.
온도 차 발전은 실험실 수준의 연구에 머물러 실용화를 위한 핵심기술 개발이 시급한 상황이다. 온도 차 발전기술은 선진국들도 실용화 초기단계에 있어, 1MW급 플랜트 설계를 통해 원천기술을 확보하는데 주력하고, 대규모 실증실험 등 실용화 기술개발은 향후 발전사업자의 참여 하에 추진해 나가야 할 것이다.
본 발명은, 해수의 온도 차를 이용한 발전장치의 경제성을 평가할 수 있도록 하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법을 제공한다.
본 발명은, 적은 유지보수 비용과 무공해 발전이 가능하도록 하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법은, (1) 해양 온도 차 발전설비의 건설비용 및 수명주기비용을 해석하여 평가하기 위한 가설을 설정하는 단계와, (2) (1) 단계에서 설정된 가설을 토대로 Hysys 공정 시뮬레이션 프로그램을 통하여 10MW, 5MW, 1MW에 대하여 해양 온도 차 발전 사이클 모형을 설계하는 단계, 그리고 (3) (2) 단계에서 수행된 모형을 토대로 초기 투자비와 운전비용을 더하여 발전설비의 경제성을 평가하기 위한 수명주기 비용을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
이때 (3) 단계의 초기 투자비는 장비가격과 해양 플랜트 건설 가격을 더하여 계산하며, 운전비용은 발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용, 예방 정비 비용, 사후 장비 교체 비용을 더하여 계산하는 것이 바람직하다.
그리고 발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용은 발전량, 비가동률, 전력단가를 곱하여 계산하고, 예방 정비 비용은 운전시간, 가동률, 유지보수비용을 곱하여 계산하며, 사후 장비 교체 비용은 유지보수시간, 가동률, 유지보수비용을 곱한 값과 총 공사비의 50% 값을 더하여 계산하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명의 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법에 따르면, 해양 심층 수의 저수온 에너지 특성을 이용한 해양 온도 차 발전을 실현함으로써, 발전설비의 초기투자비가 많이 소요되지만, 유지보수비, 연료비 등의 발전소 건설 이후 소요되는 사후 비용이 적게 소모되어 경제성이 뛰어나고, 무공해 발전설비이기 때문에 청정에너지 생산이 가능하고, 해양 심층수의 다단계 이용 방안을 통한 전력발전뿐만 아니라 지역냉방시스템, 해수담수화를 통한 용수 공급, 수산업, 관광업, 식품업 그리고 해수 용존 리튬 등 광물질, 신물질 개발과 같은 각종 신산업 창출 등이 가능하므로 타 대체에너지에 비하여 이용성 및 경제적 파급이 매우 큰 효과가 있다.
또한, 동해 심층 냉수를 이용한 영구적 저전력 생산 온도 차 발전의 실용화와, 심층수를 활용한 신물질 개발, 식품, 수산, 관광 산업의 활성화와, 온도 차 발전의 부산물인 해수 담수화를 통한 용수 공급 실현을 이룰 수 있으며, 세계최강의 국내의 조선 사업과 연계하여 복합플랜트를 선박에 적용한다면 고효율 고부가가치의 제품 생산이 가능한 이점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 설치 위치에 따른 분류를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 계류 방식에 따른 분류를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법의 동작과정을 나타낸 순서도,
도 7은 도 6의 가설 설정 단계의 방식을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 6의 수명주기 비용계산시 장비가격의 일 예를 나타낸 도면,
도 9는 도 6의 수명주기 비용계산시 해양 플랜트 건설가격의 일 예를 나타낸 도면,
도 10은 도 6의 수명주기 비용계산시 운전비용 요소별 계산 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 설치 위치에 따른 분류를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 계류 방식에 따른 분류를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법의 동작과정을 나타낸 순서도,
도 7은 도 6의 가설 설정 단계의 방식을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 6의 수명주기 비용계산시 장비가격의 일 예를 나타낸 도면,
도 9는 도 6의 수명주기 비용계산시 해양 플랜트 건설가격의 일 예를 나타낸 도면,
도 10은 도 6의 수명주기 비용계산시 운전비용 요소별 계산 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 설치 위치와 계류 방식에 따른 분류를 각각 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 사용되는 해양 온도 차 발전이란 연중 2~5℃에서 거의 변하지 않는 차가운 심층 수와 20~30℃ 사이의 따뜻한 표층수의 온도 차로부터 저온비등매체(냉매)를 이용하여 발전하는 방식으로서, 해양 심층수라는 에너지 공급원이 거의 무한하고 발전 방식 또한 기존 화석연료를 전혀 소비하지 않아 이산화탄소(CO2)와 같은 유해물질을 발생시키지 않는 청정 자연에너지이며, 주야 구별없이 전력생산이 가능한 안정적 에너지원으로, 계절적인 변동을 사전에 감안해 계획적인 발전이 가능한 우수한 에너지원이다.
이러한 해양 온도 차 발전설비는, 폐회로 사이클 시스템(Closed Loop Cycle System), 개회로 사이클 시스템(Open Loop Cycle System), 혼합 사이클 시스템(Hybrid Cycle System)으로 구분할 수 있다.
폐회로 사이클 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 표면온수를 사용하여 오존층을 파괴하지 않는 암모니아나 프로필렌 등과 같은 작동유체를 증발시켜 터빈 발전기(Turbine Generator)를 구동시키는 방법으로 바다표면의 온수는 작동유체 시스템에 유입되어 열 교환기를 통하여 열 전달이 일어나며 이때 비등을 통해 작동증기가 생성되고 생성된 증기가 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 시스템이다. 터빈을 나온 증기는 해저로부터 끌어올린 심층냉수에 의하여 응축기에서 응축 액으로 바뀌며 재순환하여 반복적으로 이루어진다.
개회로 사이클 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 해양표면온수를 작동유체로 직접 사용하는 방법으로 표면온수는 펌프로 증발 기에 유입되고 증발기는 진공펌프로 압력을 낮추어 온수가 상온에서 비등하게 되면, 생성된 증기로 저압터빈을 구동시켜 전력을 생산하고 터빈에서 나온 증기는 심해에서 펌프로 상승된 심층 냉수로 열 교환기에서 응축되어 부산물로 담수를 얻게 된다.
혼합 사이클 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 폐회로 시스템과 개회로 시스템의 장점을 결합한 것으로 열원을 최대로 사용하도록 설계하여 전력과 담수를 동시에 얻게 하는 방법으로 유입된 표면온수로 일차적으로 전력을 폐회로 사이클에서 생산하며, 여기서 나오는 온수를 이차적으로 개회로 사이클로 보내 직접 접촉 식 증발기를 통과하게 하고 다시 응축기로 보내는 2단계 시스템을 사용함으로써 충분한 담수를 동시에 안정적으로 생산할 수 있게 된다.
한편, 해양 온도 차 발전설비는 도 4에 도시된 바와 같이 설치 위치에 따라 크게 육상 설치형과 해상 설치형으로 분류할 수 있다.
육상 설치형은 육지 또는 얕은 바닷가에 설치되며, 구조물과 설치방법이 간단하고 설치비용이 적게 들지만 해저에서 플랜트까지 연결되는 흡입 냉수 관의 길이가 길어짐으로써 재료비와 펌핑 동력이 증가한다. 그러나 해상 설치형보다 안정성이 있고, 해저케이블이 필요 없다는 장점이 있으며, 육상 설치형은 저온 심층 수를 흡입하는 냉 배수관의 형태에 따라 배관 취수형과 터널 취수형으로 구분할 수 있다.
배관 취수형은 육상형 파일럿 플랜트를 건설하여 운영한 경우 대부분 적용된 방식이며, 파이프라인의 부설이 비교적 어렵고 취수 관이 환경외력의 영향 하에 놓이게 된다는 단점이 있다.
반면 터널 취수형은 환경외력에 대해서는 지진 외에는 안전한 장점이 있으나 공사비가 비싸고 시공이 어려운 단점이 있다.
해상 설치형은 구조체의 외관에 따라 해상부유형, 해중잠수형, 반 잠수형, 착저형으로 분류할 수 있으며, 해상부유형은 선체형이나 Barge 등이 사용되며, 해중잠수형은 바람이나 파랑 등의 영향을 줄이기 위해 고안된 형태이고 반 잠수형은 해상부유형과 해중잠수형의 장점만을 살리기 위해 제안된 구조 형태이다. 착저형은 부유식 구조체에서 발생 가능한 냉 배수관의 손상 가능성을 최소화하기 위한 것으로 수심이 증가할수록 시공성과 공사비 면에서 다른 형식에 비해 불리하다.
또한, 해양 온도 차 발전설비는 구조체의 위치유지방법에 따라 계류라인을 사용하는 계류형과 계류라인을 사용하지 않는 비 계류형으로 구분할 수 있다. 도 5는 계류 방식에 따른 분류를 설명하기 위한 도면이다.
계류형에는 로프나 체인 또는 TLP(Tension Leg Platform) 형식을 이용하는 계류라인형, 그리고 계류라인을 병용하는 DPS(Dynamic Positioning System) 형식 등이 포함된다.
비 계류형에는 전술한 착저형과 같이 해저 면에 고정되는 해저고정형과 선박 등과 같이 추진력을 사용하는 이동형으로 구분된다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법의 일 실시예를 도 6 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법의 동작과정을 나타낸 순서도이고, 도 7은 도 6의 가설 설정 단계의 방식을 상세하게 설명하기 위한 도면이며, 도 8 내지 도 10은 도 6의 수명주기 비용계산시 장비가격, 해양 플랜트 건설가격, 운전비용 요소별 계산을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 해양 온도 차 발전설비의 건설비용 및 수명주기비용을 해석하여 평가하기 위한 가설을 설정한다(S10).
이때 가설은 도 7에 도시된 바와 같이, 특허관련규제, 발전조건(발전시간, 가동률), OTEC 사이클 냉매, 입지조건(온도 차), 플랫폼 구조/형상, 환경규제(온도하강-->생태계 교란) 등의 독립변수와, 초기 투자비, 발전장치 고장으로 인한 정전손실, 유지/보수 비용(예방/사후 정비비용), 부과금 발생 등의 중간변수(비용함수)와, 경제성, 수명수기 비용 등의 종속 변수를 고려하여 설정한다.
국내에서는 비록 제한적이긴 하지만, 동해 역이 해양 온도 차 발전에 적합한 것으로 알려져 있다. 특히 동해는 지형적으로 수심이 깊어서 해안에서 근거리에 심층수가 존재하는 유리한 조건을 가지고 있으며, 해안으로부터 5∼10km 내외에서 심층수의 획득이 가능한 장점을 보유하고 있다.
따라서 향후 국내에서도 자연 환경적 특징과 발전소 배출 수와 같은 인공적 특성을 활용한다면 온도 차 발전의 상용화가 가능하므로 이에 대한 꾸준한 연구가 필요한 시점이다. 국내에서는 해양 온도 차 발전 사이클에 대한 시뮬레이션 등을 수행한바 있으나 여전히 해양 온도 차 발전 사이클 효율 향상 방안에 대한 연구는 극히 제한적이다.
다음에는 S10 단계에서 설정된 가설을 토대로 Hysys 공정 시뮬레이션 프로그램을 통하여 10MW, 5MW, 1MW에 대하여 해양 온도 차 발전 사이클 모형을 설계한다(S20).
10MW 모형의 경우, Sea water Pump piping diameter는 4.85m, Warm water pump piping diameter는 1.9m 2개로 설계하였으며, 속도는 3m/s로 하였다.
5MW 모형의 경우, Sea water Pump piping diameter는 3.4m, Warm water pump piping diameter는 1.7m 2개로 설계하였으며, 속도는 3m/s로 하였다.
1MW 모형의 경우, Sea water Pump piping inlet diameter는 1.5m, Warm water pump piping diameter는 0.5m 2개로 설계하였으며, 속도는 3m/s로 하였다.
Hysys를 통하여 얻은 데이터를 토대로 1MW 및 5MW 모형에 대한 자료는 현실성이 부족하므로 배제하는 것이 바람직하여, 10MW 모형에 대해서만 경제성 검토를 실시하는 것이 바람직하다.
경제성 검토는 수학적인 계산을 통하여 수행하는데, 수학적 접근을 사용하는 이유는 수학적 해가 엄격한 논리를 가지고 이견없이 수긍할 수밖에 없는 결과를 주기 때문이다.
이처럼, S20 단계에서 수행된 모형을 토대로 초기 투자비와 운전비용을 더하여 발전설비의 경제성을 평가하기 위한 수명주기 비용을 계산한다(S30).
이때 S30 단계의 초기 투자비는 후술되는 식과 같이 장비가격과 해양 플랜트 건설 가격을 더하여 계산하며, 운전비용은 발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용, 예방 정비 비용, 사후 장비 교체 비용을 더하여 계산한다. 그리고 발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용은 발전량, 비가동률, 전력단가를 곱하여 계산하고, 예방 정비 비용은 운전시간, 가동률, 유지보수비용을 곱하여 계산하며, 사후 장비 교체 비용은 유지보수시간, 가동률, 유지보수비용을 곱한 값과 총 공사비의 50% 값을 더하여 계산한다.
LCCp = CAPEXp + OPEXp = CAPEXp + ΣCi
LCCp : 수명주기 비용함수
CAPEXp : OTEC 발전소 초기 투자비, Capital Expenditure for OTEC
OPEXp : OTEC 발전소 운전비용, Capital Expenditure for OTEC
C1 : OTEC 발전장치의 발전장비 고장으로 인한 가동지연
C2 : 예방 정비 비용
C3 : 사후 장비 교체 비용
이때, 초기투자비용은 Hysys 공정 시뮬레이션 프로그램을 통하여 OTEC 발전소 장비의 사양을 정하고, 그 사양을 토대로 Vendor로부터 제공받은 가격을 사용한다. 단 OTEC 발전소 건설 단가는 도 8과 같이 한전의 발전소 건설단가 자료를 참조하기로 한다.
장비가격은 공정시뮬레이션 Program(Hysys)을 사용하여 구한 장비 data를 가지고 전문업체와 표준 자료에서 구한 값을 사용하였다.
국내/외 해양 플랜트 건설은 도 9와 같이 한전의 발전소 건설단가 자료를 참조한다.
발전 원가 계산은 발전소의 건설기간 동안의 투자비 현금흐름과, 준공 후 발전소 수명기간 동안의 가정된 운전계획(연도별 주어진 이용률)을 토대로 산출한다. 준공된 발전소의 발전원가를 계산할 때, 고정비를 어떻게 취급하느냐에 따라 연도별로 계산되는 발전원가가 달라진다. 일반적으로 투자비는 아래와 같이 세 가지 방법으로 취급될 수 있다.
첫째, 건설기간 중에 투입된 비용과 등가인 비용(준공 년도의 건설비)이 운전 초기 년도에 모두 투입되는 것과 같다고 보는 경우(즉, 초기 년도에 고정비 부분이 모두 할당되므로 초기의 발전원가는 매우 크고, 그 후는 작아짐)가 있고, 둘째, 수명시간(발전소 내용 년 수) 동안에 투자비가 불규칙적으로 배치되는 경우로서, 준공시점의 건설비와 등가가 되게 하는 연도별 비용흐름(Cash-flow)을 가정하는 경우가 있으며, 셋째, 발전소의 수명기간 동안에 투자비가 일정하게 배분되는 경우로서, 이때에도 또한 수명기간 동안의 비용 흐름을 건설 준공 년도로 현재가치화하면 건설비와 등가가 된다.
또한, 운전요소별 비용계산 알고리즘을 살펴보면, 세부화된 자료는 관련업체의 내규 자료이어서 자료 취득의 한계가 있으므로 본 발명에서는 선행 연구자료를 토대로 기본 틀을 삼았다.
비용별 계산 알고리즘의 이해를 돕기 위하여 약어 설명 및 계산 과정을 아래와 같이 기술한다. 도 10은 이러한 운전 비용요소별 계산 알고리즘을 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
OC : operating condition(OTEC 발전설비의 운전 조건)
UAP : Unavailability of power generation function(OTEC 발전설비 비가동률)
AM : availability of power generation function(OTEC 발전설비 비가동률)
EC : electric charges(전력단가)
R : interest rate(금리, 이율)
Roc : OTEC operational costs inflation rate(물가상승률)
N : Life cycle(수명주기)
Rm : Man-hour inflation rate(공수 물가상승률)
Re : Equipment inflation rate (장비 물가상승률)
estimated maintenance cost(유지보수비용)
계산과정은 다음과 같다.
C1 : 발전량*비가동률*전력단가
C2 : 운전시간*가동률*유지보수비용
C3 : (유지보수시간*가동률*유지보수비용)+(총 공사비*0.5)
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S10 : 가설설정 단계
S20 : 모형설정 단계
S30 : 수명주기비용 계산 단계
S20 : 모형설정 단계
S30 : 수명주기비용 계산 단계
Claims (6)
- (1) 해양 온도 차 발전설비의 건설비용 및 수명주기비용을 해석하여 평가하기 위한 가설을 설정하는 단계,
(2) 상기 (1) 단계에서 설정된 가설을 토대로 Hysys 공정 시뮬레이션 프로그램을 통하여 10MW, 5MW, 1MW에 대하여 해양 온도 차 발전 사이클 모형을 설계하는 단계, 그리고
(3) 상기 (2) 단계에서 수행된 모형을 토대로 초기 투자비와 운전비용을 더하여 발전설비의 경제성을 평가하기 위한 수명주기 비용을 계산하는 단계
를 포함하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 (3) 단계의 초기 투자비는,
장비가격과 해양 플랜트 건설 가격을 더하여 계산하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 (3) 단계의 운전비용은,
발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용, 예방 정비 비용, 사후 장비 교체 비용을 더하여 계산하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 발전설비의 고장으로 인한 가동지연 비용은,
발전량, 비가동률, 전력단가를 곱하여 계산하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 예방 정비 비용은,
운전시간, 가동률, 유지보수비용을 곱하여 계산하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 사후 장비 교체 비용은,
유지보수시간, 가동률, 유지보수비용을 곱한 값과, 총 공사비의 50% 값을 더하여 계산하는 조선해양기술기반의 해양 에너지원을 이용한 발전설비의 경제성 평가방법.
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| CN109375018A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-02-22 | 国家海洋局第海洋研究所 | 海洋温差能发电模拟测试系统 |
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| CN109375018A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-02-22 | 国家海洋局第海洋研究所 | 海洋温差能发电模拟测试系统 |
| CN109375018B (zh) * | 2018-11-06 | 2024-02-23 | 国家海洋局第一海洋研究所 | 海洋温差能发电模拟测试系统 |
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