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번 스페인 대정전의 원인이 재생에너지(태양&풍력) 때문일 수도 있다는 관측이 있음.
화력발전소나 수력발전소 및 원자력발전소는
연료의 열에너지를 통해 증기를 발생시켜 그 증기가 터빈을 돌리고
(수력의 경우 물의 낙차에너지를 프란시스/펠톤 수차의 운동에너지로 바꿈)
터빈의 끝에 있는 거대한 회전자(계자)가 고정자(전기자)안에서 회전하면서
전자 유도 법칙에 의해 전기자에 기전력이 발생되고 3상 교류 발전이 이루어지고 있음
이때 전기자 안에서 계자가 회전하면서 60Hz 의 22Kv 의 교류 전압이 발생함.
우리가 쓰는 전기는 60Hz 의 주파수를 가진 3상 전선 중에서 2선이 가정으로 들어오는 것이거든.
여기서 제일 중요한게 60Hz 의 교류 주파수를 일정 범위내에서 유지해야 하는 것임.
송전계통에서 공급과잉 및 사고가 발생해도 60Hz 의 교류 주파수를 유지할 수 있는 이유는
발전소에서 거대한 터빈이 회전을 하고 있어서 그 물리적 관성이 존재하기 때문임
무슨 말이냐 하면, 발전소 내에서 물리적으로 거대한 터빈이 회전하고 있기 때문에
외부에서 주파수가 요동치더라도 물리적인 터빈의 회전관성에 의해 60Hz 가 유지가 된다.
즉, 외부의 교란이 생겨도 그 거대한 터빈의 회전때문에 출력되는 주파수가 흐트러지지는 않는다는 말이다.
근데 태양광&풍력 같은 경우, 이러한 물리적인 회전관성이 존재하지 않고
인버터같은 전력변환장치로 기존의 전력망에 주파수를 동기화시키고 있다.
따라서, 이러한 재생 에너지의 높은 비중은 물리적인 회전관성이 없기에
공급이 과잉되거나 또는 단락&지락시 주파수가 요동칠 경우, 기존 전력망과 동기화 오류가 생길 수가 있다.
발전기의 병렬 운전에서 중요한 것이
① 기전력의 크기가 같을 것
② 기전력의 위상이 같을것
③ 기전력의 주파수가 같을것
④ 기전력의 파형이 같을것인데
가령, 태양광의 경우 인버터로 주파수를 서로 동기화시켜서 기존의 전력망에 연결하는데
외부 주파수 교란이 생기면 인버터에서 출력되는 주파수도 동시에 철렁철렁 거린다.
그래서 재생에너지가 높은 비중을 차지할 경우에
전력망(grid)에서 일정한 주파수를 유지하지 못하면 **대규모 정전(블랙아웃)**으로 이어질 수 있다.
이게 이번 스페인 대정전 원인 중 하나로 지목되고 있는 중이다.
P.S
여태까지 쓴 글을 요약하자면,
"기존 발전소는 터빈을 이용하기 때문에 물리적인 회전 관성에 의해 주파수가 일정하게 유지된다. 반면 대체에너지는 자체적으로 주파수를 생성할수 없고, 기존 전력망의 주파수에 동기화(grid following)하는 방식으로 작동된다. 이로 인해 재생 에너지의 높은 비중 때문에 주파수가 요동치면서 동기화 오류가 퍼져서 대규모 정전이 발생했을 가능성이 있다. 만약 발전소가 있었으면 관성으로 인해 주파수 교란을 상쇄할수 있었을 것이다."
라는 것이다.
아싸리아싸
