열병합 발전설비


열병합 발전설비

전력과 열을 동시에 생산하고 이용하는 고효율 종합 에너지 공급시스템을 말한다
기존의 발전기에서 폐열되는 열을 이용하여 냉난방 온수시스템으로 변환하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 시스템을 말한다

열병합 발전설비 시스템 구성및 효율

1)구성도

  • 원동기
    디젤엔진, 가스엔진, 가스터빈엔빈, 연료전지 등이 있다
  • 폐열보일러 증기보일러

2)효율

  • 발전기 효율 : 약 25%
  • 증기효율 : 약 48%
  • 손실 : 약27%

장단점(특징)

1)장점

  • 전력과 열에너지를 동시에 생산하며 배열을 효과적으로 이용함으로써 종합에너지 이용효율이 향상(총효율 75~90%)
  • 분산형 전원으로 하절기 피크컷용으로 이용가능하여 안정된 전력수급에 기여
  • 원격지 전력 송전에 의한 설비비 및 송전손실비용을 줄임
  • 전력자체생산으로 계약전력 감소로 전력요금 저감및 전력회사 역판매 시 전력 판매 수입 가능
  • 전력 수급대책의 하나로 민간의 열병합 발전 참여에 의한 전력회사 자체의 신규 발전설비 소요를 감소시킬 수 있음
  • 청정연료인 도시가스 이용시 이산화탄소 억제 및 환경공해 문제에 기여

2)단점

  • 투자비가 비교적 크고 시설단위가 전력회사의 기존발전설비에 비해 매우작으며 화석연료를 주로 사용함으로써, 향후 연료비의 불확실성, 규모의 비경제에 따른 사업 참여 위험성이 있음
  • 열 및 전력수요의 비율이 적절치 않거나 수요 변동의 불확실성이 클 경우 에너지 이용효율에 의한 이득이 투자비의 자본회수 소요를 초과할 가능성이 있다
  • 유지보수비용증가

전력계통과의 연계

1)전력계통과의 연계시 장점

  • 시스템의 효율 향상
  • 예비전력 확보 등 전원의 이중화에 의한 신뢰성 향상
  • 전원 품질 향상
  • 시스템의 단순화

2)계통연계 시 주의사항

  • 적정시스템의 운전방식 채택
  • 운전시간의 계획
  • 시스템의 전기회로 구성
  • 계통연계상의 제어문제

열병합 시스템의 열전비

1)정의

  • 열전비란 열과 전기를 동시에 생산하는 집단에너지 발전시설(열병합 발전소)에서의 열 생산용량에 대한 전력생산용량의 비를 말한다
  • 집잔에너지 사업법에서는 열과 전기를 동시에 생산하는 시설의 열 생산용량이 전기 생산용량보다 커야만(열전비 1 이상)집단에너지 발전시설로 규정하고 있다

2)열전비 공식

\[열전비=\frac{열연료소비량}{전력연료소비량}\]

구역형 집단에너지 사업

1)정의

  • 집단에너지 사업이란 집단에너지사업법에 의하여 일정한 지역의 소규모 집단에너지공급시스템 또는 구역형 집단에너지 공급시스템이다
  • 통상 가스엔진 또는 가스터빈등의 열병합 발전설비 가동 시 전력생산과정에서 발생하는 고온의 배기가스 열을 폐열회수장치를 통하여 증기 또는 온수 형태로 회수하여 일전한 구역에 전기 및 냉난방에너지를 공급관리하는사업을 말한다

2)법적인 개념

  • 현행 집단에너지사업법에 의하여 가영하거나 냉각한 물, 증기, 기타 열매체를 열수송관으로 공급하되 열 생산량이 시간당 300만[kcal] 이상인 것으로 표현

3)사업전망

  • 열병합 발전사업보다 유리해진 사업환경
    연면적 5,000평 이상의 복합건물 보일러 5통 이상의 백화점, 호텔, 병원 등의 사업성이 충분하고 투다 회수기간은 약 4~5년 정도로 단기간에 가능
  • 에너지 효율성 우수
    • 통상 엔진발전기와 가스발전기는 발저효율이 30~40%이고 고온의 배기가스 열손실이 필연적으로 수반
    • 폐열보일러 회수장치를 부착하여 증기 또는 온수형태로 회수하여 온열 또는 흡수식 냉동기를 설치하여 냉열을 인근 건물에 공급하여 에너지 효율이 75~90%가능

4)집단에너지 사업 추진 시 문제점

  • 현재 3,000만[kcal] 이상을 500만[kcal] 이상으로 관계법령을 재정비하여 집단에너지 사업 허가 기준 완화 필요
  • 전기 직판매 등 특정 전기 사업제도 마련
  • 열병합 발전소의 중복 투자로 국가자원낭비
  • 사업영역에 의한 마찰
  • 집단에너지 고시지역 지정으로 지역 침범이 불가하다

열병합 설비

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열전비


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