(녹색성장 국가전략)-스마트 그리드 핵심기술③ : 마이크로 그리드

마이크로 그리드 개념도

교외로 나가보면 건물 옥상에 태양광 발전설비를 갖춰 놓은 주택들이 종종 눈에 띈다. 이런 집들은 집에서 필요한 전기를 자가발전으로 충당한다.     

그런데 각 가정에서 태양광이나 풍력으로 생산한 전기가 집에서 필요한 양보다 많다면 어떻게 될까.

현재의 송배전 시스템 상에서는 한전에 발전사업자 신고를 하고 별도의 송배전 장치를 갖추지 않는다면 이처럼 각 가정에서 태양광이나 풍력 등 친환경발전설비로 생산한 전기 중 쓰고 남은 것은 버려야 한다.

스마트그리드가 성공적으로 구축되려면 각 가정이나 빌딩에서 만들어진 전기는 한국전력의 일반적인 전선을 통해 다른 곳으로 공급되고, 전기가 부족할 때는 한전을 통해 전기를 추가로 공급하는 유연한 송배전 시스템이 필요하다. 

스마트그리드 시스템 가운데 마이크로 그리드(Micro Grid) 배전시스템이 차세대 핵심기술로 주목받고 있다.

 

마이크로 그리드(Micro Grid)는 이처럼 발전은 발전소에서만 전담하고, 수용가에서는 소비만 하는 기존의 단방향(one-way) 전력망 구조에서 벗어나 일정 도시나 지역내에 전력 공급자와 수요자가 자유롭게 전기를 주고받음으로써 전력효율을 극대화하는 중소규모 송배전망을 뜻한다.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

따라서 국가단위의 스마트 그리드가 효율적으로 운용되기 위해서는 각 도시나 지역에 이같은 마이크로 그리드가 먼저 구축되어야 한다. 

이같은 마이크로 그리드에서는 생산도 중요하지만  다양한 곳에서 생산된 전기를  필요한 곳에 효과적으로 공급하는 송배전 기술이 필요하다. 

일례로 예를 들어 전력회사가 가정에 보내는 전기는 교류지만 태양전지가 만드는 전기는 직류다. 가정용 콘센트는 모두 교류로 가전제품을 사용하려면 직류의 전기를 교류로 전환하지 않으면 안된다. 이 과정에서 전기의 30%를 잃어 버리게 되는데 이 문제를 해결해야만이 마이크로 그리드를 효과적으로 구축할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

관련업계에 따르면 마이크로 그리드의 배전시스템이 도입됐을 때 분산전원의 독립 운전 문제 및 보호 협조 문제와 양방향 전력 조류 및 사고 증가, 전류 증가가 발생할 수 있다.

아울러 신재생 에너지원을 이용한 분산전원의 출력변화 및 전력 품질의 문제, 전압 프로파일의 변화 등의 문제도 야기될 수 있다.

이같은 기술적 문제를 해결하기 위해 관련업계에서는 마이크로 그리드 기술개발에 전력을 다해왔다. 

그중에서도 마이크로 그리드 관련 기술 개발에 가장 앞선 곳은 LS산전이다. 

 LS산전은 10년 전부터 자체적으로 기술개발을 진행해왔을 뿐 아니라 현재 전력 IT사업단 과제인 마이크로 그리드 통합에너지관리시스템 개발 과제를 진행하고 있다.

이 개발 과제는 오는 2012년 완성을 목표로 진행되고 있는데 약 141억 원이 투입될 계획이다. 

관련업계에서는 향후에 마이크로그리드 배전시스템이 분산발전의 기존계통 연결부터 시작해 복잡한 형태의 계통 구조로 발전할 것으로 내다보고 있다.

이에 대해 LS산전 관계자는 "마이크로 그리드 배전기기 매출은 시스템 도입 비용 및 기술 개발 추이에 따라 점차으로 증가할 것" 이라며 "특히 초기 매출은 태양광 발전시스템의 계통 연결 규모에 비례해 증가할 것으로 보인다"고 말했다. 

 

이와 함께 태양광 발전 시스템 확대 뿐 아니라 AMI에서 수요 반응 지원을 위한 양방향 조류를 지원하는 배전기기 매출이 증가할 것으로 보인다.

한편 학계에서는 향후  마이크로 그리드의 실용화에 대비해 시스템 설계 및 인력양성에  적극 나서고 있다.       

이와 관련해  LS산전의 시장 점유율을 60%로 가정했을 때 배전기기 매출은 올해 504억 원, 2012년에 1368억 원이 될 것으로 전망된다.

 

경북대, 영남대 울산대 등 영남권 6개 대학은 지식경제부의 지원을 받아 2007년 6월  '마이크로그리드 연구센터'를 설립하고 마이크로 그리스 설계 기술개발과 인력양성에 적극 나서고 있다.

이에 대해 김흥근 마이크로 그리드 연구센터장은 " 차세대 전력공급 네트워크인 마이크로그리드 와 관련한 원천기술의 개발과 정예 고급인력을 체계적으로 양성할 수 있도록 최선을 다하고 있다"고 말했다.