나이지리아 태양광 ORC 발전 시스템 평가

나이지리아는 특히 북부 지역에 풍부한 태양 에너지를 보유하고 있으나, 그 활용이 미미한 실정입니다. 태양열 유기 랭킨 사이클(Solar ORC) 시스템은 저온에서 중온의 열원을 전력 또는 열로 변환하는 기술입니다. 본 연구는 나이지리아 내 태양광 ORC 시스템의 적용 가능성을 분석했으며, 진공관형 집열기(ETC)를 주 열원으로 활용하여 지역별 열원 온도가 시스템 성능(순 전력 출력, 열효율, 열 입력, 터빈 및 펌프 작업 출력)에 미치는 영향을 중점적으로 평가했습니다. 연구는 나이지리아의 태양 에너지 자원과 태양광 ORC 성능을 통합하는 지역별 비교 접근 방식을 사용했습니다. 열원 온도가 100~140°C인 6개 지역을 대상으로 R245fa 작동 유체를 사용하여 분석을 수행했으며, 지역별 최고 태양광 잠재력은 직접 법선 복사량(DNI) 데이터를 통해 결정되었습니다. 분석 결과, 북서부(140°C)와 북동부(135°C) 지역에서 가장 높은 순 전력(각각 47kW 및 48kW)과 18~19%의 사이클 효율을 달성했습니다. 반면, 남남부(100°C)에서는 순 전력이 37kW로 감소하고 효율은 15%로 나타났으며, 터빈 작업은 38kW, 펌프 작업은 0.8kW였습니다. 예측된 효율은 기존 연구 결과와 일치했습니다. 순 전력, 효율 및 터빈 작업은 열원 온도가 증가함에 따라 향상되는 경향을 보였습니다. 본 연구는 나이지리아의 태양광 ORC 시스템 도입에 대한 중요한 통찰을 제공하며, 향후 실제 적용 전 기술적 타당성을 지원하기 위한 현장별 연구의 필요성을 강조합니다.