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 스마트 그리드(Smart Grid)’의 모든 것!

 


[스마트 그리드(SmartGrid)?]


스마트 그리드는 기존전력망에 ICT를 접목하여 전력정보를 양방향으로 교환함으로써, 다양한 부가서비스를 제공하는 미래형 전력망입니다. ‘스마트(Smart) - 똑똑한’, ‘그리드(Grid) - 격자로 똑똑한 격자라고 떠올리면 이해하기 더 쉽습니다.


스마트 그리드에 대한 이해


위 그림처럼 격자마다 채워진 글씨가 하나씩 모여, ‘전기사랑기자단을 만들었습니다.

바로 각각의 시스템이 모여, 지능형전력망을 만드는 스마트 그리드와 원리가 같습니다. 여기서 전기’,‘사랑’,‘기자단만으로도 의미전달이 되는데, 이를 소규모 지역에서도 전력 자급자족이 가능한 마이크로 그리드(MicroGrid)’라고 이해하면 됩니다. 현재 한국전력공사에서는 스마트그리드스테이션(서비스를 제공하는 장소)’를 함께 사용하여, SG스테이션. , 하나의 장소를 통해 지능형 전력망 서비스를 제공하고 있습니다.

 




[‘스마트 그리드왜 필요한가요?]


배경은 온실가스에 의한 지구온난화 심화입니다. 한국의 화석연료 사용량은 1965년에서 2006년까지만 2.927%상승했고, 전 세계적으로 165%나 상승했습니다.

이에 따라 지구 온난화 문제가 국내외적으로 대두되고 있는 상황에 녹색성장에 대한 대처방안이 필요했습니다. 그에 따라, 한국전력공사는 스마트 그리드의 실증 및 확산에 앞장서고 있었습니다.

 




[‘스마트 그리드는 어떤 모습인가요?]


스마트 그리드(Smart Grid) 시스템


스마트그리드는 건물 내 전력, 가스, 물 등을 냉난방 운영설비, 태앙광(PV),

ESS, AMI, EV충전기, 스마트기기(조명,콘센트,분전반) 등과 전력게통(DAS )ICT로 융합 연계하여 운영되고 있습니다. 위 격자 그림을 응용하여 생각해보면 더 이해하기 쉽습니다.

 




[‘스마트 그리드를 찾아가다]


한국전력공사 경기지역본부


스마트 그리드의 전반적인 시스템에 대하여 살펴보았으니, 이제는 눈으로 직접 스마트 그리드를 체험하기 위해, ‘한국전력공사 경기지역본부‘SG스테이션을 방문하였습니다. 이곳에서 만날 핵심적인 스마트그리드 시스템태양광(PV)’전기자동차 및 충전인프라(EV)’, 배터리로 생각할 수 있는 ‘ESS 시스템’, ‘전력변환장치인 PCS’ 그리고 모든 것을 모니터로 확인할 수 있는 운영센터입니다.  





전기자동차 및 충전인프라(EV)

 

완속 충전기에서 교류전력(AC)을 통해 전기자동차 내부에 전기를 공급하는 모습입니다. 충전시간은 약 5시간 내외로, 장시간 주차하는 동안 충전하기 알맞은 충전기입니다. 또한 전기자동차로 운행하는 고객을 위한 급속 충전기도 마련되어 있었습니다. 이는 직류전력(DC)로 공급하여 충전시간이 25분 내외로, 단시간 내 장거리로 운행해야하는 분들에게 알맞습니다. 실시간 사용자 인증과 신용카드를 이용한 결제까지 가능하니 스마트 그리드의 활용이 더 기대됩니다.





급속 충전기와 태양광(PV)

 

또한 충전인프라(EV)’ 위에는 태양광(PV)’ 패널들이 햇빛을 마주하며, 나란히 줄지어 있었습니다. 당시 오후 4시 쯤, 태양광의 유효전력이 ‘12.4KW’ 정도 되었는데, 햇빛이 강한 날에는 최대 ‘25KW’까지 올라간다고 합니다. 생각보다 많은 양의 전력을 자연으로부터 공급받을 수 있다니, ‘녹색성장에 대한 가능성을 확실히 볼 수 있었습니다





ESS(Energy Storage System)


다음으로는 ‘ESS, 에너지 저장 시스템입니다. 생소한 단어라 어렵게 생각할 수 있지만, 간단하게 배터리라고 생각하면 좋습니다. 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가, 전력이 부족할 때, 일시적으로 송전해주는 역할을 합니다. 그렇기에 SG스테이션에 빠질 수 없는 핵심 시스템이기도 합니다. ‘전력 공급 수급의 단계에 따라 어떠한 위기 상황에도 대처할 수 있는 해결방안이 되어줍니다.





PCS(Power Conditioning System)


‘PCS’, 보기에는 단순해보여도, 위에서 보았던 태양광(PV)’‘ESS 시스템을 일상생활 속에 사용가능한 에너지로 만들어주는 전력변환장치, 직류를 교류로 바꾸어주는 인버터의 역할을 한다고 볼 수 있습니다. 어떻게 보면, 가장 중요한 메인 시스템이라고 생각할 수 있습니다. ‘PCS’의 원리까지 이해했다면, 스마트 그리드 시스템의 80%는 알았다고 볼 수 있습니다





스마트 그리드 운영센터


지금까지 함께 보았던 모든 시스템을 제어할 수 있는, ‘스마트 그리드 운영센터입니다. 위 사진에 빨간색 네모박스를 만들어 지금까지 살펴보았던 시스템을 살펴보았습니다. 보시는 것처럼, ‘태양광 패널에서 12.4KW, ‘ESS’에서 12KW를 함께 운영해, 24KW를 공급 받고 있음을 확인할 수 있습니다. 뿐만 아니라 경기지역본부가 사용하는 전기에 대해 모두 확인할 수 있고 구간마다 제어가 가능하여, 효율적인 전력관리가 가능한 장점이 있습니다. 참고로, 날짜별 전력소비 데이터를 기록하기에, 이를 분석하여 매년 전력위기상황에 대비할 수 있습니다.





[‘스마트 그리드정말 제어가 가능한가요?]


SG운영센터 실내등(켜짐)


제어가 가능한 지 실험하기 위해, 위치하고 있던 SG운영센터의 실내등을 직접 꺼보도록 하겠습니다. 절대 스위치를 사용하지 않고, 운영센터의 모니터를 통해 조명에 흐르는 전력을 제어합니다.  





SG스테이션 조명관리’  


SG운영센터 실내등(꺼짐


보이는 것과 같이 마우스 클릭하나 만으로도, ‘경기지역본부내부의 모든

조명을 관리할 수 있음을 확인할 수 있었습니다. 이는 여태까지 살펴보았던 태양광, ESS, PCS 외에, 각종 스마트 기기와 분전반, 그리고 AMI가 메인 허브를 통해 서버와 연동이 되기에 제어가 가능합니다.

 




[‘스마트 그리드의 기대효과는?]


경기지역본부 앞, 친환경 버스승강장


신재생 에너지를 이용한 발전은 온실가스 감축에 도움이 됩니다. ‘SG스테이션10Gwh전력량 절감 시, 온실가스 4,700t CO2 감축 효과가 있습니다. 또한 태양광에서 발전된 전기로 건물 내 사용 전력량은 약 10% 감소되고, 심야시간에 배터리(ESS)에 저장된 전력을 피크시간대 사용하여 5% 정도의 피크저감 효과가 있으며, 원격수요관리가 가능하다는 장점이 있습니다.

 

 

 

[‘마이크로 그리드는 같은 말인가요?]


가파도의 마이크로 그리드

(출처: 한국전력공사, MG기반 에너지자립마을)

 

처음에 설명한 것처럼, 격자 안의 전기사랑기자단스마트 그리드라고 말하면,

전기’,‘사랑’,‘기자단은 각자 독립되어 운영되는 마이크로 그리드라고 말할 수 있습니다. 완전히 같다고 말하는 것보다 다르지만 비슷하다라고 생각하면 되는데,

가장 큰 이유는 신재생 에너지 외에 따로 한국전력공사에서 전력도 또한 공급받는 스마트 그리드와 달리, 마이크로 그리드의 경우에 전력의 모든 것을 태양광, 풍력 발전을 통해서만 이루어지기 때문이라고 설명할 수 있습니다.

 

처음에 태양광, ESS, PCS를 알면 스마트 그리드의 80%을 이해했다고 알려드린 것과 같이, 마이크로 그리드 시스템은 이 세 가지로만 핵심적으로 운영되고 있기에 독립적이라고 볼 수 있습니다. 그래서 가파도와 같이 전력공급이 어려운 섬에서는 주로 풍력, 수력, 태양광 등 신재생 에너지를 통한 마이크로 그리드 시스템이 자리 잡고 있는 것입니다


경기지역본부 전력사업처 담당자와 함께

 

이제는 스마트 그리드에 관하여 이해가 되셨나요? 늘 말로만 들었고, 익숙하지만 설명하기 어려웠던 스마트 그리드. 여러분이 조금이나마 원리에 대하여 쉽게 이해하고, 체험할 수 있던 의미 있는 시간이었으면 좋겠습니다. 그래도 궁금증이 해결되지 않는다면, ‘SG스테이션을 기반하고 있는 가까운 한국전력공사에 방문하여 견학하는 것이 어떨까요? 그러면 평소에 알지 못했던 새로운 사실도 더 많이 배우고, 전기 지식이 한층 더 성장한 모습을 볼 수 있을 것입니다.

 

궁금했지만, 풀리지 않던 전기지식.

굿모닝 KEPCO’가 늘 동행하며 모두 해결해드리겠습니다. 감사합니다.










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