에너지전환정책의 핵심이 전력계통을 구성하는 발전설비의 신재생에너지 비중 증가로 대변됨에 따라 신재생에너지를 이해하는 데 있어서 전력계통 관점에서의 접근이 중요해지고 있다.
최근 도입되고 있는 신재생에너지원은 대부분 전력전자를 탑재하고 있어, 고전적인(Conventional) 발전기와 큰 차이가 있고, 전 세계적으로 이러한 설비의 특성에 주목하여 학계와 산업계의 연구가 확대되고 있다. 이러한 상황에서 신재생에너지와 전력계통 측면에서 기술과 시장의 발전을 위해, 전문가를 양성하고 효율적으로 설비들을 설계하여 연구 및 개발 프로젝트를 수행할 수 있도록 학습하기 위한 교재가 필요하다는 판단하에 본 교재를 편찬하게 되었다.
인버터 및 컨버터를 활용한 전력 변환기의 개념은 전력시스템 응용 분야에서 널리 쓰이고 있는데, 이는 전력의 변환, 저장·생산 등에 점차 확대되어 사용되고 있으며, 특히 신재생에너지, HVDC/FACTS(High Voltage Direct Current/Flexible ac transmission system), ESS(Energy storage system) 및 스마트 그리드와 같은 새로운 개념은 전력전자의 개념이 전력시스템으로 점점 더 확장되어 간다는 것을 의미한다. 본 교재에서는 전력 변환 및 신재생에너지 애플리케이션에 대한 설계 내용을 집중적으로 다루고 전력전자 설비의 원리와 제어기 설계에 대한 세부 정보를 다룬다.
본 교재에서 주요 학습원으로 분류한 에너지원은 국내에서 확장이 예상되는 풍력, 태양광, 에너지 저장장치로서 전력계통의 변동성에 가장 큰 이슈로 평가되는 전원들이며, 해당 에너지원의 특성을 이해하고 신재생에너지에 대한 실습을 전력시스템 해석 툴인 PSCAD(Power system computer aided design)를 이용해 진행할 수 있도록 구성하였다. 해당 학습을 체계적으로 구성·전달하기 위해, 회로이론, 전력공학, 전력전자 및 자동제어에 대한 학부 수준의 배경을 갖춘 사람을 주 독자층으로 예상하였으며, 특히 학부 졸업에 가까운 사람이나 연구를 시작하는 자가 PSCAD를 활용하여 직접 설계를 하고 전력전자를 기반으로 하는 신재생에너지 설비 및 전력전자 설비의 원리를 깨달을 수 있는 교재로 개발하였다.
많은 연구자들에게 이 책이 전력계통연계용 전력전자 설비의 원리를 학습하고 미래의 에너지 및 전력 산업에 있어 연구, 개발, 교육에 도움이 되고, 더 나아가 국가 기술을 발전시키는 데 좋은 지침서가 될 수 있기를 바란다.
CHAPTER 1 신재생에너지 개론
CHAPTER 2 태양에너지 발전
CHAPTER 3 풍력발전
CHAPTER 4 에너지 저장장치
CHAPTER 5 신재생에너지와 전력시스템
CHAPTER 6 계통연계기준
CHAPTER 7 신재생에너지 응용 실습
APPENDIX A 에너지의 수학 - 빠른 참조
APPENDIX B 기본 사용 방법 - PSCAD
