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스마트그리드를 만나는 곳 'SG 스테이션'

 

 -한전 구리남양주지사 스마트그리드(SG) 스테이션이 보여준 가능성

다들 한전에 전해진 좋은 소식에 대해서 알고 계신가요? 지난 527일 한전이 자체 개발한 '스마트그리드 스테이션'국제 스마트그리드 기술 경진대회 'ISGAN 어워드(Award)'에서 우수상 및 GSGF 특별상을 수상했는데요. 



 [출처: ISGAN http://www.iea-isgan.org/]



국제스마트그리드협의체 ISGAN과 국제스마트그리드연합회 GSGF이 공동 주관한 이번 '2ISGAN 어워드'에는 미국, 일본 등 세계 각국의 관련 단체에서 총 14개의 스마트그리드 기술이 출품되어, 열띤 경합을 벌인 끝에 최우수상 1편과 우수상 2편이 최종 선정되었는데요. 한전 SG 스테이션은 신재생에너지와 각종 스마트기기를 융합한 건물 에너지 최적화 시스템으로 혁신성과 확장용이성 측면에서 높이 평가 받았으며, 범용성과 실현 가능성도 인정받았다고 합니다.

 

이번 수상은 신재생에너지에서 두각을 나타내고 있는 유럽이나 미국 등 세계 선진국과의 경쟁에서 얻은 값진 결과라고 할 수 있습니다. 한전 구리남양주지사에 구축한 SG 스테이션은 2013년 시범 설치, 운영 이래 해외 바이어, 국내 기업, 국회 등의 조명을 받아왔는데요. 이번 수상을 통해서 세계적으로 그 기술의 우수성을 인정받고 더욱 널리 알릴 수 있게 되었습니다.




 한국전력공사 구리남양주지사 방문. 외관 모습

 

 이렇게 좋은 소식을 듣고 전기사랑 기자단 2, 서울2팀이 한전 구리남양주지사 SG 스테이션을 직접 방문했습니다. 사실 방문은 이전부터 계획되어 있었는데, 방문 직전에 이렇게 좋은 수상 소식을 들어서 더 기대되고 설레는 방문이었습니다. 사전 예약자에 한해서 매주 목요일 누구나, 무료로 관람하실 수 있습니다! (예약은 홈페이지를 통해서 가능합니다. http://home.kepco.co.kr/kepco/PR/K/htmlView/PRKAHP001.do?menuCd=FN061001) 스마트그리드, 신재생 에너지에 관심이 있으신 분들은 한전 SG 스테이션을 주목해주세요. :)



 SG 스테이션 예약 현황 



스마트그리드는 IT를 활용하여 전력 생산 및 소비 정보를 양방향 실시간으로 유통함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망이라고 정의할 수 있습니다. 무엇보다도 '에너지 프로슈머(energy prosumer)의 등장을 불러온다는 점에서 특징적이고, 소비자의 능동적인 역할과 이해가 강조된다고 할 수 있습니다.

 

하지만 그 개념과 가능성을 이해한다고 해도 개인적으로는 다소 추상적이고 실질적으로 어떤 방식으로 우리 눈앞에 나타난다는 것인지 막연하기만 했는데요. 이번 SG 스테이션 방문을 통해 스마트그리드가 우리의 미래에 어떤 식으로 영향을 주게 될 것인지 조금은 엿볼 수 있었습니다. 이러한 점이 ISGAN 어워드에서 범용성과 실현 가능성 면에서 좋은 평가를 받았던 지점이겠죠? :)

 

한전은 앞으로 한전의 전국 14개 본부 220개 사옥 중 계약전력 300kW 이상인 104개 사옥에 대해 SG 스테이션 구축을 추진 중이며 전국에 분산되어 설치될 SG 스테이션의 전력수급을 일괄하여 통합 관리할 수 있는 중앙 제어시스템도 금년 내 구축 완료할 예정입니다.


 


 [출처 : 한국전력공사 http://home.kepco.co.kr ]



 한국전력공사가 꿈꾸는 '스마트그린유토피아'의 첫 걸음, SG 스테이션의 우수한 기술력에 한 번 놀라고 또 그것을 세계에서 인정받았다는 으쓱한 마음으로, 앞으로도 더 나아갈 미래의 모습을 상상해봅니다.


한전에서는 국내 최초로 한전 구리·남양주지사에 스마트그리드 스테이션을 설치하여, 한 건물 안에서의 스마트그리드 효과를 볼 수 있도록 하였습니다.

  앞서 말한대로  스마트그리드는 전기 및 정보통신 기술을 활용하여 전력망을 지능화·고도화함으로써 고품질의 전력서비스를 제공하고 에너지 이용효율을 극대화하는 전력망입니다.


그럼 스마트그리드 스테이션의 구조와 원리를 살펴볼까요?

 



 스마트그리드 스테이션은 건물 내 에너지사용을 가장 효율적으로 할 수 있도록 전력·가스·물 등을 통신기술과 융합해 통합적으로 제어합니다. 각종 스마트기기를 활용해 건물 내 전력사용 흐름을 파악하고 가장 효율적으로 에너지를 사용할 수 있도록 제어하는 것을 주된 목표로 하고 있습니다.

 

 구리·남양주지사에 구축한 스마트그리드 스테이션에서는 전력계통 운영시스템을 기반으로 건물자동화시스템(BAS), 에너지저장장치(ESS), 스마트콘센트, 스마트가전 등과 AMI(지능형 전력계량 인프라), EV(전기차)충전기, 배전지능화시스템(DAS) 등을 효율적으로 통합 제어하고 있습니다.

 

 구리·남양주 스마트그리드 스테이션을 현재까지 운영한 결과 월평균 피크전력은 4.8%, 전력사용량은 10.1% 절감한 것으로 분석돼 에너지 절감에 크게 기여한 것으로 판명되었다고 해요



 


 심야에 싼 전기를 저장했다가 주간 피크시간대에 사용하는 ESS: Energy Storage System 즉,  에너지저장장치 또한 합리적인 에너지 소비를 유도하는 차세대 기술로, ESS는 크게 석탄화력 발전소가 담당하는 주파수 조정 기능, 피크 감소를 통한 수요조정 기능, 신재생 발전원의 출력 안정화를 통한 전력계통 수용률 향상의 3가지 기능으로 구분됩니다. ESS 사업은 전력의 생산·저장·소비를 기존 전력 관리 시스템과 정보통신기술을 융합시키는 것으로 1단계 ESS 추진을 통해 연간 약 3000억 원의 비용 절감을 기대하고 있습니다.

 

게다가 각 분야에서 최고의 기술력을 가진 중소기업들의 제품들로만 이루어졌기 때문에, 중소기업과의 동반 성장을 향한 한전의 의지를 확인할 수 있었습니다. 또 개별 스마트그리드 기술을 상호 융합하고 전력사용 통합운영기술을 확보하는 효과도 있었습니다.


 ESS에 대해서 자세히 알아볼까요?  생산된 전력을 전력계통(Grid)에 저장했다가 전력이 가장 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높이는 시스템을 발전, 송배전, 수용가 단계별로 저장이 가능한 시스템을 말합니다.


 [출처 : 지능형 전력망협회(KSGA)]


 발전소, 송전, 배전, 서비스 단계 내에서 ESS역할을 보여 주는 그림입니다. 대규모 전력저장, 송배전 효율향상용 저장, 수용가 측 저장으로 목적, 이용에 따른 발전용, 배전 및 변전소용, 가정용 상업용에 대한 용도를 기본적으로 표시하는 시스템입니다. 굉장히 넓은 범위의 전력계통에 적용되는 시스템이죠?

 

스마트그리드 ESS는 기존의 전력망에 정보기술(IT)를 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하고 전력저장장치를 이용하여 가장 필요한 시기에 전기에너지를 공급하여 에너지 효율을 향상시키고 경부하 시(야간)에 유휴전력을 저장, 피부하 시(주간)에 사용하는 부하평준화(Load leveling)를 통해 전력 운영의 최적화에 기여 할 수 있는 시스템이랍니다.



  [출처 : 지능형 전력망협회(KSGA)]


 발전 측과 수용 측의 부하의 시간대별 변동성을 그래프로 나타내어 부하의 평균 발전과 주간발전량, 심야발전량 및 수용가(storage)측의 주간 수요량, 심야 수요량의 변화 및 전력 저장과 전력 방출에 따른 PEAK CUT의 개념과 이의 효용인 발전소, 변전소, 송전망 투자비 절감을 보여주는 것이라고 합니다

특히 출력 변동성이 심한 태양광에 풍력 등과 같은 신 재생에너지 전원 출력을 고품질 전력으로 전환하여 전력망에 연계하여 전력망의 안전성과 신뢰도를 향상시킨다고 합니다. 점점 더 획기적인 기술개발이 기대됩니다



 


 풍력의 주야간 시간대별 전력 발생량과 ESS시스템을 결합한 풍력에서의 ESS시스템의 일종인 전력저장장치(배터리)의 출력 방출에 따른 전력 공급에 대한 결과 그래프입니다. 아직까지는 충전시간에 비해 적은양이 쓰이지만, 앞으로의 기술개발을 통해 친환경 에너지의 고 효율화를 기대해 봅니다.

​​ 이러한 스마트 그리드 ESS 기술을 전력계통에 적용하였을 때 연료 측면에서는 위험을 방지할 수 있고 발전측면에서는 기저부하를 중재하는 효과가 있으며 송배전 측면에서는 안정화를 도모할 수 있으며 판매 측면에서는 전력품질을 향상 시킬 수 있다고 합니다




 [출처 : 지능형 전력망협회(KSGA)]


 ESS 전력 계통 적용 시 기대효과를 연료 분야의 변동성의 위험을 헤지 하고, 발전 분야에서는 낮은 이용성을 기저부하의 조정으로, 전송 분야에서는, 분배, 공급 분야에서 전송 과밀을 높은 이용성으로, 분배에서는 보장성의 안정화, 공급에서는 저급 전력을 고품질화 할 수 있지만, 아직까지는 이론적인 부분이 강합니다.


​​ 현재 ESS 부문을 비롯한 전지개발은 오래전부터 지속되어 왔습니다. 사실 원자력 발전도 잠수함을 오랫동안 물속에서 운용하기 위해 탄생된 전지 발전 형태입니다. 지금 당장은 미약한 ESS 이지만, 잠수함 운용방식에서 탄생한 원자력 발전처럼 ESS도 향후 한국의 에너지 미래를 이끌어 갈 차세대 에너지 효율 방법의 하나이길 바라면서 마치겠습니다.  

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