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ⓒ픽사베이

 

해외에 있는 친구와 전화하거나 바다로 둘러싸인 외딴 섬에서도 전기를 사용할 수 있는 것이 어떻게 가능한 것일까요? 그것은 해저케이블이 있기 때문입니다. 해저케이블(Submarine Cable)은 이름 그대로 바다 밑 깊은 곳에 전기나 통신 신호 전달을 위해 깔아놓은 전선인데요. 지난 3월 이 해저케이블을 이용해 제주도의 남아도는 재생에너지를 육지로 보낸다는 소식이 있었습니다. 과연 어떻게 가능한 것일지 알아봅시다.

 

송전기술의 꽃, HVDC

해저케이블은 HVDC(High Voltage Direct Current) 이용하여 전력을 송전합니다. HVDC란 초고압 직류 송전 기술을 말하는데요. 아래 그림처럼 발전소에서 교류(AC)로 생산한 전기를 직류(DC)로 변환, 송전한 뒤 다시 교류(AC)로 변환하는 기술입니다. 이렇게 복잡한 과정을 왜 거쳐야 할까요? 그 이유는 교류는 직류와 달리 주파수 성분이 있어 일부가 무효전력*의 형태로 소모되기 때문입니다. 그러기에 먼 거리로 전기를 보낼 수 없죠. 지상에서는 일정한 간격마다 송전탑을 세워 변압기로 무효전력을 보상해주지만, 해저에서는 이런 방식이 불가능합니다. 하지만 직류는 주파수 성분이 없으므로 직류로 변환하면 대용량, 저손실 송전이 가능해지는 것입니다.

 

*무효전력 : 아무 일도 하지 않고 부하와 전원 사이를 이동하는 전력

 

HVDC ⓒ김시원 제작

 

해저케이블의 특성

해저케이블을 배에 싣고 설치하는 작업은 상당히 어렵고 비용도 많이 듭니다. 또 해저 케이블은 지상 케이블과 달리 바닷물로 인한 부식이나 지진, 산사태와 같은 자연재해, 그리고 상어와 같은 해양 생물 등의 외부 충격으로부터 전선을 보호하는 기능이 매우 중요한데요. 이렇게 어려운 과정에도 불구하고 해저케이블을 사용해야하는 이유가 무엇일까요?

 

해저케이블 ⓒLS 전선 보도자료

 

해저케이블의 역할

해저케이블은 역할에 따라 두 가지로 나눌 수 있습니다. 데이터통신을 전달하는 해저 통신케이블과 전력을 송출하는 해저 전력케이블이 있습니다.

 

① 해저 통신케이블

우리가 사용하는 통신사 서비스 대부분은 인공위성이 아니라 해저 통신케이블을 이용하고 있는데요. 해저 통신케이블은 위성통신에 비해 기상변화의 영향도 덜 받을 뿐만 아니라 보안에도 강하며 더 많은 데이터를 더 빠른 속도로 제공합니다. 해저 통신케이블은 광케이블을 주로 사용하며 가느다란 몇 가닥의 광섬유가 데이터를 전송하여 인터넷, 이메일, 전화, 인터넷뱅킹과 같은 서비스들을 할 수 있도록 해줍니다. 우리나라는 4곳(태안, 거제, 부산 2곳)에 해저 광케이블이 있습니다.

 

ⓒSubmarine Cable Map 홈페이지 캡쳐

 

② 해저 전력케이블

해저 전력케이블은 육지의 고전압 전기를 섬으로 전송할 때 주로 사용되는 것인데요. 바다 한가운데에 설치된 해상풍력발전기가 생산한 전력을 육상으로 송전하는 데에도 쓰입니다. 국내에는 해남~제주, 진도~제주가 있으며 완도~제주도 구축하고 있습니다.

 

22kV-y 해저케이블 단면 ⓒ한국전력공사 보도자료

 

국내 해저 전력케이블의 역사

 

① 제 1연계선: 해남~제주

제주는 제주 지역 내에 있는 발전소에서, 일부는 육지에서 전력을 공급받습니다. 이전에는 제주 내의 자체발전소에서만 전력수요를 충당하였는데, 육지에 비해 발전비용이 많이 들고, 전력수급이 불안정하여 새로운 전력공급 방식이 필요했습니다. 한국전력은 육지에서 전력을 공급하기 위한 방안으로 HVDC 기술을 이용해 1998년 국내 최초의 해저케이블을 설치했는데요. 해남변환소에서 교류(AC)를 직류(DC)로 변환해 장거리를 안정적으로 송전하고 제주변환소에서 교류(AC)로 다시 변환하여 전력을 공급합니다.

 

② 제 2연계선: 진도~제주

한국전력은 2013년 두 번째 해저케이블을 진도변환소에서 서제주변환소 사이에 설치하였습니다. 이때 처음으로 국산 해저케이블을 사용하게 되었으며 제주의 전력공급 안정성을 더욱 강화하게 되었습니다.

 

③ 제 3연계선: 완도~제주

완도변환소에서 동제주변환소까지를 잇는 제 3연계선은 2023년까지 200MW급 전력연계선을 구축하는 것을 목표로 하는데요. 이 세 번째 해저케이블의 특이한 점은 제주에서 재생에너지를 이용해 만들어진 전력을 육지로 보낼 수 있게 된다는 것입니다.

 

국내 해저 전력케이블 ⓒLS 전선 보도자료

 

제주 재생에너지 육지로 역송하다

제주의 재생에너지 전력이 수요보다 과잉 공급되다 보니 강제로 발전기를 멈춰 세워야 하는 일이 잦아지고 있습니다. 발전량이 전력수요를 초과할 경우 발생하는 블랙아웃, 즉 광역정전을 막기 위한 사전 조치인데요. 지난해에는 제주 풍력발전단지가 77회 넘게 강제 셧다운을 했다고 합니다. 이에 대한 방안으로 제주도의 남아도는 전력을 육지로 끌어올 수 있는 양방향 전송 전력케이블이 설치될 예정인데요. 기존에는 육지에서 제주로만 전력을 보냈던 반면, 역전송 능력을 확보해 제주에서 육지로도 전송해 양방향 전송이 가능해진 것입니다.

 

이번 기사에서는 해저케이블의 역할과 국내 해저케이블 발전에 대해 알아보았습니다. 국내 해저케이블 설치로 인해 해저케이블의 기본이 되는 HVDC 시장에서도 우리나라의 입지를 강화할 수 있는 계기가 되었는데요. 세계적으로 주목받는 기술인 HVDC 해저케이블 분야에서 한국전력은 계속해서 발전해나가고 있습니다. 앞으로도 많은 기대 부탁드립니다!

 

 

 


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