태양셀리튬이온 신용카드만큼 얇고 실내조명만 있어도 충전한다는, `태양전지+리튬이온` 등장…전기 생산·저장 일거양득, 또한 바닷물 활용 '해수전지' 생산단가 저렴 주목

[트라이]

신용카드만큼 얇고 실내조명만 있어도 충전한다는데

`태양전지+리튬이온` 등장…전기 생산·저장 동시에 가능
바닷물 활용 해수전지 주목

(매일경제 17,04,15)

태양전지와 2차전지를 결합한 형태의 에너지 소자. 신용카드 두께 정도로 얇은 데다 실내 조명만으로도 충전이 가능하다. [사진 제공 = 울산과학기술원]

2차전지와 연료전지가 기본적으로 충전과 연료 사용을 전제로 한다는 점에서 아무래도 그 한계는 뚜렷한 편이다. 반면 더욱 영구적인 에너지 사용을 꿈꾸는 전지도 차세대 전지로 각광받고 있다. 태양전지와 해수(海水)전지가 그것이다.

기본적으로 태양전지는 실리콘 등 무기물질을 광 흡수층으로 사용한다.

실리콘에 흡수된 태양을 에너지로 전환해 전기를 생산하는 것이다.

하지만 최근에는 실리콘 대신 가시광을 흡수하는 유기물질을 광 흡수층으로 사용하는 유기 태양전지가 각광받고 있다. 얇은 막 형태로도 태양광 대부분을 흡수할 수 있기 때문에 한 단계 더 진화한 태양전지로 평가받는다.

유기 태양전지는 태양빛을 받아 생성된 전자를 주는 물질인 '도너'와 그 전자를 받는 물질인 '억셉터'가 혼합된 유기물질로 구성된다. 하지만 작동 중에도 도너와 억셉터가 지속적으로 분리되기 때문에 효율과 수명에 문제가 발생한다.

이에 최근 고두현 경희대 교수팀과 권석준 한국과학기술연구원 박사팀은 도너와 억셉터 대신 서로 다른 2가지 고분자 도너와 2가지 탄소원자가 포합된 억셉터 물질을 특정 비율로 혼합하는 '4성분계 벌크 이종 접합' 방법을 개발하고 이를 태양전지에 적용했다. 그 결과 기존 태양전지가 1개월 내에 그 성능이 초기 효율 대비 절반 정도로 급감하는 것과 달리 이번 태양전지는 초기 효율의 70%를 유지하는 것으로 나타났다. 고두현 교수는 "다성분계 벌크 이종 접합 태양전지는 광 흡수 영역을 확대시키고 도너와 억셉터 간 계면(물질 경계)을 증가시켜 효율이 기존 태양전지보다 높다"고 말했다.

태양전지와 2차전지를 한데 합친 신개념 전지 또한 나왔다. 이상영·서관용 울산과학기술원 에너지·화학공학부 교수팀은 전력 생산과 저장이 동시에 가능한 '태양전지-배터리 일체형 모바일 전원(에너지소자)'을 최근 개발했다. 실리콘 태양전지 모듈 위에 고체형 리튬이온전지를 얇은 막 형태로 프린트해 만들어낸 소자다. 이러면 배터리의 고질적인 문제인 사용 시간 증대와 충전 문제를 동시에 해결할 수 있다.

특히 연구팀이 만든 이 소자는 신용카드 두께 정도로 얇은 데다 발광다이오드(LED)를 장착한 뒤 켤 수 있어 휴대용 전원으로도 활용할 수 있다. 무엇보다 태양전지와 리튬이온전지의 결합이라는 큰 특징 때문에 태양광뿐 아니라 실내 조명 아래에서도 빛만 있으면 별도의 충전 없이 어디서든 전자기기를 구동시킨다는 점에서 눈길을 끈다.

실제로 태양광 아래에서는 단 2분 만에 배터리 충전이 가능했고 태양광보다 조도가 10배 낮은 실내 조명에서도 충전할 수 있는 것으로 나타났다. 섭씨 60도 이상 높은 온도에서도 안정적 에너지 생산이 가능하다는 점 또한 장점이다.

울산과학기술원이 한국전력 등 공공기관과 공동 연구 중인 분야 중에는 '해수전지'도 있다. 해수전지는 지구상에서 가장 풍부한 자원인 바닷물을 에너지원으로 삼아 전기에너지를 저장·생산하는 친환경 에너지 저장장

신용카드만큼 얇고 실내조명만 있어도 충전한다는, `태양전지+리튬이온` 등장…전기 생산·저장 일거양득, 또한 바닷물 활용 '해수전지' 생산단가 저렴 주목

치다. 리튬이온전지보다 생산 가격이 절반 이상 저렴하며 해수를 이용하기 때문에 열 제어도 자체적으로 가능해 폭발 위험 또한 적다.

서진우 기자

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[전남 영암지역 1, 2, 3차 350KW(700KW포함)급 및 100KW급 16년~17년 03월부로 25MW 매도완료 함]

1차 12MW 및 2차8.0MW 발전사업허가 득 부지매도 완료. 1,2차 총 20MW(발전사업허가 득) 부지매도 16,12월말일부 완료함]

※ 다시금 3차 17년 01월부터 영암지역 부지 추가 선정이 되어서 350KW급 4개소 잔여량 매도 완료함(17년 03월부). 총 25MW급 물량을 최종 완료 합니다(발전사업허가 득 완료 및 개발행위허가 일부 완료 및 진행 중임).

▶4차(17년 03월 8일부) 추가로 영암지역 부지 100KW급 19개소 매도를 합니다. 발전사업허가 득 완료(한전 계통연계 가능), 개발행위허가 일부 허가 득, 계속 진행 중임. 연락을 주시면 사업계획서(수지분석 포함)를 보내 드립니다. 상담 후 선별하여 보내 드립니다.

▶5차 1(7년 04월)로 1MW급 7개소 부지매도(발전사업허가 득, 한전접속 가능)를 합니다 사업계획서가 나오는데로 발송하여 드립니다. 꼭 매수의지가 있는 경우만 요청바랍니다.

●(17,04,06부)전남 해남지역 긴급 부지매도, 500KW 1개소, 100KW 2개소 혹은 200KW로도 가능함(인허가, 시공, 유지보수 일체 함. 단순부지매도 안됨)

※ 꼭 필히 하실 의사가 있는 분만 연락 바라며, 업무에 지장이 많으니 그냥 알아나 보려고 하시면 연락하지 마세요. 전화 상담 후 발송 해 드립니다.

[알림] 16년 11월 21일 기준으로 태양광발전설비 설치를 일부 규제하는 개발행위허가 운영지침(입지제한 : 도로와 마을로부터 100~1,000m 이격 설치)을 보유한 지자체가 35곳이었으나 이후 17년 2월 중순까지 3개월 동안 14곳이 늘어나서 전국적으로 49곳으로 증가를 하였고, 04월 기준으로 가면, 추가 5곳 증가로 현재 총 54개 지자체에서 입지 제한을 하고 있습니다.

그 동안 입지제한 조치가 없었던 경기 및 강원도 지역의 지자체까지 신규 제정을 하면서 북상 중입니다.

개인들이 땅을 찾기란 말 그대로 하늘에서 별 따기이니 당 카페에서 부지매도 분양하는 것이 있으니 당 카페에 가입을 하여서 알아보시고, 태양광발전소를 설치를 하시길 바랍니다.

 ■ 산업통상자원부에서  작년 10월소규모 1MW이하 무한 접속 발표 후,17년 2월말 기준 전국적으로 2330MW의 접속대기 물량이 존재하는 것으로 알려졌기 때문이다. 산업부는 한전을 통해 17년 3월 1일부터 변압기당 접속용량을 25MW에서 50MW로 확대하고, 9월까지 전국에 변압기 8대, 배전선로 5회선을 증설하기로 했다. 

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■ 한전은 1MW 이하 소규모 신재생발전 사업자의 계통망 접속(계통연계) 발전용량 한도 확대,  '송전·배전용 전기설비 이용규정 개정안'을 산업통상자원부 인가, 17년 04월 01일 시행. 

※ 대기 중인 태양광발전소(재생에너지) 약 2.3GW(2,300MW)규모 해소(일부지역 제외)될 예정임.

구분(변압기)	현행(MW)		개정(MW)
	변압기 당	변전소 당	변압기 당	변전소 당
40/60MVA	25	100	50	200
30/40MVA	15	60	30	100

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★ 개인 및 공동주택에 3~5KW 자가 사용하는 태양광발전소를 설치를 하실 분들도 별도로 문의  바랍니다.

▶태양광발전사업을 해 보도록 권유할 분들에 대한 아래의 내용입니다.

귀농/귀촌자(현지 정착의 성패는 일정한 안정적 소득 창출이 관건임), 희망퇴직, 명예퇴직, 정년 퇴직자, 자영업 예정자/기존 사업자, 사업직종 전환 예정 및 진행자, 일반 도시인(중장년,노년층), 농어촌(노년층), 건축물 소유자로 임대사업 시 공실률이 많고 관리 불편을 느끼는 자, 일반 직장인, 기타 등 해당이 됩니다.

노후 대책과 자손에 까지 대를 이어서 물려 줄 수가 있는 사업이며, 인력 채용 없고(3MW이하 발전소), 큰 노동력이 안들이고, 일반 사업과 같이 고용인들 관리에 신경을 안 쓸 수가 있어서 적극적 권장해 봅니다.

안정적인 연금형태와 같은 수익을 원할 경우, 태양광발전사업을 고려하여 볼 수가 있습니다. 태양광발전사업은 현 RPS제도 하에 변수가 있으며, 아울러 큰 돈을 버는 사업은 절대 아니오니 욕심은 금물입니다.

※시행 및 시공사와 그리고 여기에 준하여 영업을 하시는 분들의 연락은 지양하여 주시길 바랍니다.

▶성함, 핸드폰 번호, 이메일, 자기자본 보유액, 사시는 지역을 적어서, 아래의 제 핸드폰 번호 문자로 혹은 제 이메일로 보내 주세요

▶[자기자본 준비금액] 100KW급은 (땅값 3~4천만원 + 시공비용 중 대출 외, 자기자본 투입금액 6,500만원)=약 1.0~1.1억원 소요

▶[매도 완료 함] [자기자본 준비금액]350KW급은 (땅값 1.2억원 + 시공비용 중 대출 외, 자기자본 투입금액 1.7억원(1.3억원)=약 2.9억원 소요(대출비용을 증액하면 2.5억원에 가능함, 아울러 700KW 용량 5억원 가능함) 1MW는 7.5억원에 350KW 3개소(1,050KW)가능함.

▶한전 계통연계(접속) 가능한 부지 임(1년 혹은 2~3년씩 기다리는 한전접속이 아님)

▶전국지역[임야, 논, 밭, 일반건축물, 공장, 축사, 창고, 동식물재배사, 기타]에 태양광발전소를 설치를 하시거나, 부지를 임대하여 줄 지주 분들이나, 특히 건축물에 직접설치나 임대를 원하실 경우 혹은 소개를 하실 적에 아래의 전화나 카페를 통하여 문의를 하여 주시면, 도움이 되도록 항상 성심성의껏 답변을 드리겠습니다(전남 영암, 해남지역 외, 타 지역 설치 시 문의 환영).

☞ http://cafe.daum.net/sun8279 [한국 태양광발전사업 동호회]

카페지기 서정진 전무 010-3678-4344 sjj9191@hanmail.net

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[알 림]

▶16년 하반기(10월) 판매사업자 선정(장기계약) 결과 : ①상반기(4월) 87원/KW →하반기(10월) 113원/KW, 상반기보다 20% 상승 입찰,

②경쟁률 (전반기 4월 11:1 → 하반기 10월 3.7:1) 하락,

③이유 분석 : 현물시장 높은 REC 평균 150원대/KW 영향으로 인하여 입찰가격 상승, 경쟁률 하락

▶사업자 수익안정성 보장제도 발표(16,11,30 산자부),

1. 태양광발전소 3MW이하, REC+SMP, 장기계약 12년→20년 고정가격 매입, 사업의 안정성 확보,금융기관도 프로젝트파이낸싱(PF : Project Financing 은행 등 금융기관이 별다른 보증 없이 프로젝트의 사업성을 담보로 자금을 지원하는 금융 기법) PF 등을 통해 자금을 지원하는 등 투자가 활발해짐.

2. 지역주민이 신재생에너지 사업에 참여할 수 있도록 제공하는 인센티브 역시 늘린다. 지역주민의 반대[민원 발생(마을 발전기금 요청), 개발행위허가 지연/불가]로 신재생에너지 사업 추진이 지연되는 것을 보완하기 위해서다.
[투자장려, 보상/우대] : 정부(산자부)는 태양광 1㎿, 풍력 3㎿ 이상의 발전소를 건설할 때 ①주변 주민이 일정비율이상 참여하면 REC 구매비용 가중치를 20%까지 추가 부여하기로 했다(현재 참여율이 낮음, 농민 자본보유력 미비/관심부족)

(산업통상자원부와 한국에너지공단은 16년 12월14일(수) 서울 양재 더케이호텔에서 이러한 내용의 ‘신재생에너지 공급의무화제도(RPS) 공청회를 가졌다. 

지역민이 해당 지역 신재생사업에 주주로 참여할 때 인센티브를 부여하는 ‘주민참여형 신재생 발전사업 인센티브 부여방안’에 대해 검토 중인 주민참여 범위와 REC가중치 우대수준 등을 설명했다.

태양광은 1MW이상, 풍력은 3MW이상 발전사업을 할 경우 등 대상 발전소에서 직선거리로 1km반경 이내 읍·면·동에 거주하는 주민들이 사업에 참여할 수 있다고 밝혔다. 해당 지역에 다수 읍·면·동이 걸쳐있어도 주민들이 참여할 수 있다.

또 REC가중치 우대에 대해서는 주민들이 자기자본 10%이상·전체 사업비에서 2%이상 주주로 참여할 경우 가중치 10%수준을, 자기자본 20%이상·전체 사업비 4%이상일 경우 가중치 20% 수준을 적용하는 방안을 검토 중이라고 밝혔다). 검토 후 최종 발표 예정임.

또 주민참여 사업은 ②태양광 입찰 선정 시 우대하고 ③1.75%(변동금리)의 저금리로 정책자금(시설자금 한도 100억 원, 5년 거치 10년 분할상환)을 우선 지원할 방침이다.

3. 정부(산자부)는 또 농민이 조합을 구성해 태양광 사업을 하는 주민 참여 형 성공사례를 만들기 위해 농협과 관련 논의를 진행 중이라고 밝혔다(16,12,30).

▲위의 후속조치로 16,12,23일 정부(산자부)가 신재생에너지 보급활성화와 농가소득 증진을 위해 2020년까지 농촌 태양광 1만호 보급을 달성하겠다고 23일 발표했다.
한국에너지공단과 지역농협이 농촌 태양광사업 전반에 걸쳐 직접 지원을 하고, 정부도 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 최대 20%까지 상향 조정하는 등 인센티브를 제공한다는 계획이다.

 해당 융자는 5년 거치 10년 분할상환으로, 이율은  변동금리를 적용해 1.75%다. 시설한도자금은 100억원이다.

4.한국전력은 우선배전선로용 ESS시범사업을 계속 진행하고 있다. 배전선로용 ESS란22.9㎸인 배전선로가 포화될 경우 변전소에 변압기를 새로 설치하는 대신 ESS를 배전선로에 붙여 부하관리를 하는 것이다. 평상시 ESS를 통해 전력을 저장한 뒤 피크 때 방출하는 식이다.

한전은 전남 완도(6㎿h), 경북 영주(2㎿h)와 상주(2㎿h) 등 3곳에 총 10㎿h 용량의 시범사업을 16년 년말까지 완료한 뒤, 내년(2017년도) 선로 과밀지역 조사를 통해 점진적으로 확대 시행할 계획이다.

배전선로에 ESS가 설치되면 선로용량이 약 50% 가까이 늘어나 선로 과밀지역에 소규모 태양광의 추가적인 전력선 연계가 가능해진다.

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☞16년 12월 01일(화)부로 전남 영암지역 2차 부지매도 한전접속용량 기 확보한 10MW 중, 발전사업허가 득한 8.05MW 총 용량(100KW급과 350KW급이며, 350KW급 위주 임)의 부지매도 완료함. 총 한전접속 가능량 30MW이며 1차 10MW 매도 완료, 2차 10MW 매도 완료함. 총20MW 완료).

※ 위의 부지는 16년 12월 말부로 매도 완료 됨. 다시금 17년 01월부터 영암지역 부지 추가 선정이 되어서 350KW급 10개소 내외[매도 완료 함]와 100KW급 19개소 내외(곧 소진 예정)를 매도합니다(03월 08일 부).

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☞ http://cafe.daum.net/sun8279 [한국 태양광발전사업 동호회]

태양광발전사업을 새롭게 시작하시려는 분들과 기존 사업자로 추가 설치를 하실 분들은 카페를 통해 정보들을 알아보시길 바랍니다.

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■전국 최대 일조량으로 발전량 증대되는 전남 서남해안지역 부지 선택은 자연 천혜의 활용이 수익증대의 최고의 1순위이며, 태양광발전소를 설치(용량이 많을 시는 더 격차발생,예 1MW 150~200만원차액발생 예상함)를 할 경우에 타 지역보다 수익의 차이가 더 많이 발생하니 유념할 필요가 있습니다(25년간의 수익비교는 상당하며, 그 후에 자손에게 유산 증여 시에는 더욱더 많은 격차가 벌어짐).

※전남 해남지역 (14년도 5.3MW + 15년~16년 12월 25MW):

= 총 30MW(30,000KW) 태양광발전소 준공

[참고] 1GW=1,000MW, 1MW=1,000KW,

※ 경상도 지역 설치(한전접속량 확보한 부지와 발전사업허가 득한 부지 있음)가 가능하도록 하오니 직접 전화로 문의 바랍니다

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※필히 숙독/숙지[단순 부지만 매도는 아니 되는 점은,시행(한전접속, 계통연계 가능으로 발전사업허가/민원처리와 개발행위허가 업무) 및 시공(대출포함), 차후 유지보수까지]시작하오니 태양광발전사업을 하실 분들은 사업계획서(수지분석 포함) 요청을 바랍니다.

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☞ http://cafe.daum.net/sun8279 [한국 태양광발전사업 동호회]

자세한 것은 위의 카페 클릭한 후 가입하여 알아 보세요.

카페지기 서정진 전무 010-3678-4344 sjj9191@hanmail.net

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▶전국지역[임야, 논, 밭, 일반건축물, 공장, 축사, 창고, 동식물재배사, 기타]에 태양광발전소를 설치를 하시거나, 부지를 임대하여 줄 지주 분들이나, 특히 건축물에 직접설치나 임대를 원하실 경우 혹은 소개를 하실 적에 위의 전화나 카페를 통하여 문의를 하여 주시면,도움이 되도록 항상 성심성의껏 답변을 드리겠습니다(전남 영암, 해남지역 외, 타 지역 설치 시 문의 환영).

※ 경상도 지역 설치(한전접속량 확보한 부지와 발전사업허가 득한 부지 있음)가 가능하도록 하오니 직접 전화로 문의 바랍니다.

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▶[주택태양광 설치]개인 기존/신축 주택과 도시 연립빌라/아파트, 농어촌 집단/개인 주택(3~5KW 태양광발전소 설치)으로 ①자기자본투입(지자체 지원 및 은행대출 포함) 개인 직접 설치 및 ②임차(대여)로 설치하실 분들 그리고 ③마을단위 지원 사업으로 50가구 이상 테마 형태나 ④신재생에너지(태양광, 지열) 자립마을등 문의 환영합니다(개인 및 공동주택 설치 시, 지자체 지원금 별도 상담요함). 위의 전화로 문의.

※ 단, 주택용 전기 누진제 6단계, 누진율 11.7배의 전기요금 부과로 350KW/월간 사용 이상 주택은 누진제로 여름, 겨울 절기에 많은 폭탄요금이 발생하여, 주택용 태양광발전소 설치하여서 월간 혜택을 많이 본 금액이, 누진제 완화 실시 16년 12월부터 누진제 6단계→3단계, 누진율 11.7배→3배정도로 대폭 완화가 되어서 월 평균 약 3~20만원(동절기 및 하절기 포함) 정도 적게 나오게 되어서, 태양광발전소를 주택에 설치를 할 시에 전기요금 절감 효과의 혜택이 줄어들어, 설치에 대한 편의적 이득이 줄게 됨을 인지하여야 합니다.

▶위의 누진제 적용으로 편의적 이득이 감소하는 부분 보완책 발표(16,11,30, 산자부)

①지자체 지원금 25%에서 50% 상향 조정 ②월간 450KW이하 사용 주택만 지자체 지원금 지급 대상에서 사용 제한 없이 지원금 지급 가능함

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☞ http://cafe.daum.net/sun8279 [한국 태양광발전사업 동호회]

※ ESS(에너지저장장치) 설치 문의 환영합니다.

카페지기 서정진 전무 010-3678-4344 sjj9191@hanmail.net

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 [참고] 태양광 셀에 대한 수급 상황

2016년도 현재 국내 태양광산업은 생산능력이 수요를 초과한 가운데 중국 업체의 공격적 설비증설과 재고 밀어내기로 태양광 셀의 과잉공급이 심각한 실정이다. 국내 생산능력은 3,545MW이지만 국내 수요는 1,011MW에 불과하며 중국 수입량이 699MW에 달한다. 국내 수요량의 약 70%가 중국산 태양광 셀 수입량임.

[위의 내용 근거]를 볼 적에 태양광 모듈 대기업 제품을 선호하여, 비싸게 사용할 필요가 없음을 알 수가 있는 대목이다.

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※ CDP(Carbon Disclosure Project, 탄소정보공개프로젝트)는 영국에서 시작된 세계 1위의 지속가능성 평가 이니셔티브로 각 국 주요 상장기업에 기후변화대응 정보 공개를 요구하고, 이를 평가·분석한 보고서를 매년 발행하여 금융기관에 투자지침서로 제공한다.

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▶태양광발전 + 에너지저장장치(ESS : Energy Storage System) 활용 시,

REC 가중치 5.0부여

16,09,19 산업부 발표, 낮에 생산(오전10시~오후4시)한 태양광발전량을 ESS(밧데리)에 저장하여서 밤에 사용하게(특히 겨울, 봄, 가을철 밤 등 수요가 많을 시)하며, 전력 송전을 안정적으로 할 수가 있으며, 아울러 경제/효율성 기대 된다.

현재 부족한 한전 접속량의 어려움을 해결할 수 있는 용량이 대략 200MW로 많은 효과 기대.

가중치는 올해부터 내년까지(16~17년) 5.0을 적용하고 2018년부터는 보급여건을 고려해 조정될 예정이다.

※기존 태양광발전소 및 신규로 설치할 태양광발전소에 에너지저장장치(ESS)를 설치하실 분들의 위의 전화와 이메일로 문의 환영합니다.

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●한국전력은 우선 배전선로용 ESS 시범사업을 계속 진행하고 있다. 배전선로용 ESS란 22.9㎸인 배전선로가 포화될 경우 변전소에 변압기를 새로 설치하는 대신 ESS를 배전선로에 붙여 부하관리를 하는 것이다. 평상시 ESS를 통해 전력을 저장한 뒤 피크 때 방출하는 식이다.

한전은 전남 완도(6㎿h), 경북 영주(2㎿h)와 상주(2㎿h) 등 3곳에 총 10㎿h 용량의 시범사업을 16년 연말까지 완료한 뒤, 내년(2017년도) 선로 과밀지역 조사를 통해 점진적으로 확대 시행할 계획이다.

배전선로에 ESS가 설치되면 선로용량이 약 50% 가까이 늘어나 선로 과밀지역에 소규모 태양광의 추가적인 전력선 연계가 가능해진다.

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▼ LG CNS, 태양광발전 + 에너지저장장치(ESS : Energy Storage System) 복합 설비 실례

(출처 : 에너지경제신문 16,09,19)