태양열 발전 (CSP)

1. 태양열 발전의 개요

 

1) 태양열 발전 원리

집열장치(Concentration), 흡열장치(receiver), 발전장치(power block) 구성
열저장장치(thermal storage ; option)
    열저장시스템을 이용, 전력생산의 안정성 및 발전소 활용시간 증대타산업과 연계 가능

 태양열 발전 종류 및 특징

 라인집중방식: 구유형(parabolic trough), 프레넬형(fresnel)
 중앙집중방식: 타워형(solar tower), 접시형(dish stirling)

 

 태양열 발전 기술별 원가 구조

 

 세계 발전시장 현황, '15년 신규발전소 건술 중 신재생 비중 53%

 

 연평균 11.5% 태양열 발전 설비 증가 전망
      heliostat 가격 경쟁력 확보 → tower형 CSP 사업 경쟁력 확보 (전체 건설비 중 heliostat 35% 차지)

(CSP, concentrated solar power, 집광형 태양열 발전)
'15 ~ '25년, 연평균 11.5% 태양열 발전 설비 증가 예상

 

 CSP 기술 트렌드

     태양열 발전 시장 선도기술 변화
     Parabolic trough → Solar tower

 

 

2. 태양열 발전 종류

 

1) parabolic trough

temperature (in/out)
oil: 290℃/390℃
MS: 280℃/560℃

tracking: 1-axis
efficiency: shadowing
actuator: push-pull type

2) Linear Fresnel

 평면거울을 씀, parabolic trough 방식 대비 곡면거울을 쓰지 않아 효율이 상대적으로 낮음, 현재 점점 안쓰는 추세,

 
3) solar tower

 helliostats → receiver → steam drum → TB → GE → elecricity / steam condenser

 helliostat의 분류
 casa, sener, titan tracker, solarReserve, sts, stellio(5각형)

 tower receiver
 height: 150~200m
 heat exchage panel: 14~18ea (원주를 둘러싸고 있음)
 열을 받는 receiver, 그리고 아래 위로 heat shield

 solar field가 2~3km 반경의 부지에, 수 만개의 heliostat으로 구성된 대규모 공사,

 efficiency
     shadwing + blocking
     attenuation
     cosine effect
     spillage

 

3. 타워형 태양열 발전 주요 기업

 IPP, soar field 기본설계, central receiver 제작, heliostat 제작, epc 가능
  abengoa, bright source, sener,

 IPP
 engie, acwa power,

 IPP, soar field 기본설계, central receiver 제작, heliostat 제작 가능 (no epc)
 solarReserve

 

4. Heliostat 개요

 태양열 집열 → 흡수기

 mirror array, pedestal(받침대), driver

 canting이 필요

 저철분유리에 Ag + Cu 코팅(반사율>94%)

 4~5톤에 달하는 경우도 있음

 mirror array 조정을 통해 정확한 방위각, 고도각 세팅

 업체별로 다양한 형식의 drive를 이용

 최소 10,000개 이상의 heliostat

 

5. heliostat 사업특성

 주로 사막, heliostat이 epc 금액의 40%에 육박,