전력은 전국의 발전소가 전국 수요에 맞추어 함께 동시에 남거나 부족하지 않게 전력을 공급하여야 합니다. 그런데 태양광 발전은 이런 능력(수요에 응답하여 출력을 자동 증감하는 능력)이 전혀없어 태양광 발전으로 잔국의 전력 수요의 35%를 공급할 수 없으며, 강제로 공급하면 전국의 전력망 주파수와 전압이 불안정 해져 전국이 정전됩니다. 태양광 발전은 전력 수요를 자동으로 실시간 증감할 수 있는 능력이 없기 때문에 재생에너지로 전력을 5%를 초과하여 공급하면 전국 전력망의 전압과 주파수가 허용 범위를 넘어 전국의 터빈 발전기에 급가속 또는 급제동하는 외력(모멘트)이 작용하여 터빈발전기 날개가 파손되는 위험에 처합니다. 이러한 터빈발전기 날개 절손을 방지하기 위하여 터빈발전기는 스스로 자동 정지되어 터빈 발전기를 보호하고 전국은 정전됩니다.

이런 사고를 방지하기 위하여 터빈 발전기의 축에 작용하는 기계, 전기적 외력(=회전모멘트)의 작동 허용범위는 현재의 출력에서 +/-5% 범위내에서 출력의 증감으로 응답하여 전국의 발전소가 서로 충돌하지 않고 전국의 발전기가 매순간 공동으로 함께 자동으로 출력을 증감시켜 전국의 전력수요와 공급은 실시간 자동으로 맞추어 집니다(주파수 자동제어 방법)(아래 별도 설명 추가)

이런 특성 때문에 민간 발전사업자가 태양광 발전을 해도 한전은 이 전력을 모두 매입할 수 없으며, 따라서 연금 받는 식으로 수익이 발생하기는 어려울 수 있을 것입니다. 이와는 달리 한전으로 송전하는 방법이 아닌, 자가용 태양광 판넬로 1~2kW 전력을 생산해 쓴다면 한전에 납부하는 전기료가 절감될 수 있겠지만 전력요금 절대 액수가 크지 않아 큰 이득은 기대하기 어려울 것입니다.

이런 내용을 모르고 태양광 투자자는 자기의 땅을 제공하고 금융담보, 전력판매의 여의치 못함, 유지보수, 이자등에 발목을 잡히면 자신의 땅만 인질로 잡혀 피해만 입을 수 있을 것입니다. 저는 친척과 종중 땅에도 태양광에 투자하지 말라고 조언하는 편입니다. 좁은 국토에 짧은 일조량에 산림을 파괴하며 대단위 태양광 공사는 이미 시설 용량 과잉이란 생각을 합니다.

전국 발전 시설 용량을 1억 KW로 잡고, 5%는 500만 KW이고, 500만 KW는 100~120만 KW 원전 4~5기에 해당하며, 원전 1기가 갑자기 발전중단 되어도 전국의 주파수와 전압은 흔들리고 타 발전소가 순간적으로 부족 전력 100만 kW를 실시간 맞추는데 쉽지 않습니다.
하물며 태양광 전력을 30~35% 공급은 전력공급의 기본을 무시한 과다 용량이고 사용 불가능한 낭비입니다

터빈발전기에 작용하는 외력(회전모멘트 변화)의 설명 : 시속 40km로 자전거를 타고 일정한 속도로 달리는 경우를 가정합니다.
언덕을 오르는 경우는 시속 40km를 유지하기 위해 힘을 더 주어야 하며, 내리막 길에서는 시속 40km를 초과하니 힘을 줄여야 합니다.
전력도 동일합니다.  자전거 시속 40km가 전력의 주파수와 같은 의미이며, 주파수가 강하하면 전력이 부족하다는 의미이며, 주파수가
60HZ에 도달 하도록 전국의 터빈에는 더 많은 힘이 작용하여야 이에 해당하는 발전 출력이 증가하고, 반대의 경우에는 터빈에 작용하는 힘(회전모멘트=증기량)이 감소하여야 전국의 주파수가 정격을 유지합니다. 발전 출력의 중감을 위해 증기터빈에 작용하는 힘(증기량 변화)은 터빈 회전 속도의 급가속 또는 급제동의 원인이 되며, 증기 터빈 날개의 절손의 원인이 되므로 터빈발전기의 보호를 위해 타빈 발저기는 자동으로 정지 되고, 1기의 자동 정지로 주파수가 더욱 감소되어 제 2, 3, 4, N... 발전기의 연쇄 발전 정지로 이어지고 전국은 암흑이 됩니다.

Pathfinder12님의 댓글

Pathfinder12 작성일 23-07-17 22:59

좋은 글 감사합니다.
전력 공급은 동시성이 참으로 중요하네요.

jmok님의 댓글

jmok 작성일 23-07-18 11:04

Pathfinder12님 필명 대로 핵심을 이해하여 주신점 감사드립니다.
아울러 기계, 전기, 산업공학을 하시는 분들, 교수, 공대생들이 과학에 어긋나는 에너지 정책에 침묵한 사실을 이해하지 못합니다.
주파수 제어로 실시간 수요=공급을 일치시켜야 하는 필요 때문에 재생에너지는 교류로 변환하여 한전 전력망에 전체의 5% 수준에서
실어서 공급해야 하며, 따라서 단독 공급은 불가능 합니다.

그렇다면, 재쟁에너지 비율을 30%~35%로 늘리면 사용 불가이며, 더구나 대규모 소비자(전력수요가 큰 기업)는 쓰는 전력만큼
재생에너지 전력을 생산하라는 RE100도 낭비인데, 어느 누구도 이런 모순을 지적한 사실을 듣지 못했습니다. 기껏 원자력공학 쪽에서
반대의 목소리가 있었으나, 이것도 전력 수급의 문제가 아닌, 열원(증기 발생장치) 의 안전성 뿐이었습니다.
전력 수급에 대해서는 산업 공학적 관점에서 학생들이 공부를 하시기 바랍니다.