"어두운 침체기(Dark lull)"란 무엇입니까? 그러면 이에 어떻게 대응할 수 있습니까?
Dunkelflaute/어두운 침체기(Dark lull): 햇빛도 없고 바람도 없는 기간
실제로 어두운 침체기에 대한 포괄적이고 획일적인 정의는 없습니다. 하지만 이 용어를 면밀히 살펴보면, 오랫동안 바람도 햇빛도 없는 기간을 뜻합니다. 그러므로 이는 어둠과 침체가 결합된 것입니다.
결과적으로 태양광 패널이나 풍력 터빈 발전기(WTG)는 재생 에너지 시스템에 필요한 전력을 공급할 수 없게 됩니다. 여기서 한 단계 더 나가면, 어두운 침체기로 인해 전력 공급이 눈에 띄게 감소하게 됩니다. 이는 재생 가능한 에너지원을 통해 에너지 수요를 지속 가능하게 충족하려는 사회에 필연적인 도전 과제를 안겨줍니다.
어두운 침체기는 얼마나 자주 발생하며 실제로 얼마나 오래 지속됩니까?
특히 겨울에는 전기 공급량과 수요 간의 괴리가 커질 가능성이 큽니다. 추운 달과 어두운 달에는 난방과 조명에 대한 추가적인 수요 때문에 에너지 요구량이 높아집니다. 동시에, 낮은 점점 짧아집니다. 따라서 햇빛을 이용할 수 있는 시간이 짧아집니다. 독일 연방 환경청은 여기에 바람이 약한 기간을 합하여, 이 기간을 "춥고 어두운 침체기(cold dark lull)"라는 용어로 표현합니다.
흥미로운 점은 이러한 "춥고 어두운 침체기"가 환경 당국의 정보에 근거하여 명확하게 정의된 시간대에 발생한다는 것입니다. 대부분 1월 23일에서 2월 6일 사이의 단 2주 기간에 해당합니다. 이는 2006년에서 2016년까지의 측정을 통해 발견되었으며, 에너지 수요 증가를 감당하는 기존 발전소를 통해 확인되었습니다. Deutschlandfunk에 따르면 쾰른에 있는 과학 미디어 센터는 2015년에서 2020년 사이에 겨울철 동안 3차례의 긴 정전이 있었다고 구체적으로 보고했습니다.
저장 시스템이 바람과 태양열로 에너지를 생산할 수 없는 기간에 효과적으로 대응하는 방법으로 중요한 이유는 무엇입니까?
배터리와 배터리 팩은 가장 잘 알려진 에너지 저장 형태 중 하나입니다. 그러나 전기 에너지를 오래 보존하는 다른 옵션도 있습니다. 모든 저장 방식은 에너지 형태를 "저장 가능"하게 변환하고 시간에 맞춰 분리하여 사용할 수 있는 원리에 기초합니다. 예를 들면 이 과정에서 휘발성 전기는 화학 에너지로 변환됩니다.
이와 관련하여 잘 알려진 예로는 여러 가지 유형의 배터리와 물을 전기화학적 전기 분해하여 수소와 산소를 생성하는 Power-to-X가 있습니다. 에너지 저장 시스템은 위치 및 운동 에너지 작동 원리에 따라 양수 발전 플랜트, 압축공기 에너지 저장 시스템, 로터리 플라잉 대량 저장 시스템 등의 형태로 사용될 수도 있습니다. 빙축열 시스템과 같은 열 장치도 전기 기반 열 전환의 맥락에서 점점 더 중요해지고 있습니다.
배터리는 어두운 침체기를 극복하기 위해 무엇을 할 수 있습니까?
풍력 발전소를 산업용 배터리 저장 시스템과 결합하면 어두운 침체기를 상쇄하는 기능적 부스터를 얻게 됩니다. 여기에서 저장 시스템은 생성된 에너지를 저장하는데, 이러한 에너지는 바람이 불고 필요한 양보다 많은 전류가 생산된 경우 남은 잉여 전력입니다.
반면, 어두운 침체기가 오면 저장 시스템을 통해 전기를 공급할 수 있습니다. 따라서 배터리는 버퍼 역할을 하는 동시에 어두운 침체기에도 그리드 안정성을 유지하는 데 중요합니다. 이러한 설정은 더 이상 정부 자금 지원 기간이 적용되지 않는 구형 풍력 발전 시설에 특히 흥미롭습니다. 마찬가지로 PV 시스템과의 조합에도 동일한 작동 원리가 적용됩니다. 일조량이 필요량보다 높으면 에너지가 저장됩니다. 두꺼운 구름층이 하늘을 가로질러 건너가면, 저장 시스템이 전력망에 전력을 공급합니다.
어두운 침체기와 부하 관리의 공통점은 무엇입니까?
공급 보장에 미치는 어두운 침체기의 영향을 제한하기 위해 사용할 수 있는 기술적 옵션은 현재 빌딩 관리 및 공장 자동화가 피크 부하 관리 또는 피크 셰이빙이라는 이름으로 중점을 두고 있는 옵션과 비교할 수 있습니다.
피크 부하는 비용이 많이 들고 공급 네트워크에 부담을 줍니다. 에너지 저장 장치는 전력 최대 수요를 완화하는 데 사용될 수 있습니다. 즉, 전력 요구량의 변동을 줄이는 방법입니다. 여기서 "피크 쉐이빙"이라는 용어가 유래되었습니다. 따라서 저장 시스템은 전력망의 조화를 이루는 좋은 방법입니다. 전력 생산과 전력 소비가 섹터 커플링을 통해 조화를 이룰 때 이러한 효과는 더욱 커집니다.
섹터 커플링은 바람도 햇빛도 없는 기간에 All Electric Society에서 무엇을 할 수 있을까요?
예를 들면 건물, 생산 시스템, 저장 시스템, PV 시스템을 에너지와 데이터로 연결하는 것과 같은 섹터 커플링을 통해 효과적인 에너지 네트워크를 구축할 수 있습니다. 이런 방식으로 마이크로 그리드 내에서 에너지 흐름이 스마트 이동될 수 있습니다.
에너지 소비자와 생산자 간의 긴밀한 관계를 통해 균형이 달성됩니다. 모든 것은 셀프 레벨링 시스템과 비교할 수 있습니다. 더욱이, 섹터 커플링은 다양한 교차 연결과 종속성을 통해 전체 시스템을 제어할 수 있는 길을 열어줍니다. 섹터 커플링은 All Electric Society로 가는 길을 여는 중요한 요소이며, 바람과 태양열로 에너지를 거의 또는 전혀 생산할 수 없는 기간에도 효과적으로 대처할 수 있습니다.
요약
어두운 침체기는 자연적인 현상이므로 예방할 수 없습니다. 연구에 따르면, 일 년 전체를 두고 봤을 때 햇빛과 바람이 없는 기간이 길어지는 경우는 매우 드뭅니다. 인텔리전트하게 커플링된 섹터, 디지털 방식의 정보 획득, 특히 에너지 저장 시스템의 활용을 통해 어두운 침체기의 영향을 효과적으로 제어할 수 있으며, 오늘날 이미 적용되고 있는 표준 기술을 그대로 활용할 수 있습니다.
