미래도시의 핵심 기술! 스마트그리드

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에어컨, 선풍기 등 냉방제품을 많이 사용하는 여름철에는 전력소비량이 급증합니다. 한국전력공사는 이로 인한 정전사태를 피하고자 항상 15% 정도의 예비전력을 둔다고 합니다. 하지만 전기는 저장해두는 것만으로도 자연방전이 된다는 사실 알고 계시나요? 생산한 예비전력이 그대로 낭비되고 있다는 것입니다. 그런데 예비전력을 생산하지 않아도 되는 시스템이 있다고 합니다. 바로 차세대 송전망 ‘스마트그리드’인데요. 환경을 생각하는 착한 스마트그리드, 지금부터 함께 알아볼까요?

 
 
 

_ 스마트그리드, 너의 정체는 뭐니?

 

 

▲ 스마트그리드의 개념 (출처: 한국스마트그리드사업단)

 

 

화석연료의 많은 사용으로 인해 지구온난화가 점차 심해지고, 매년 연교차는 최대치를 경신하고 있습니다. 이로 인해 전력 사용량이 일정하지 않아 전력 관리가 어려워졌는데요. 전력 공급자들은 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 근본적인 방법이 필요했습니다. 그 해결책으로 등장한 것이 바로 차세대 송전망 ‘스마트그리드(Smart Grid)’입니다.


스마트그리드란 지능형 전력망이라는 뜻으로, 기존의 전력망에 정보통신기술(ICT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화합니다.

 

  

  

왜! 스마트그리드이어야만 하는가

 

 

▲ 스마트그리드가 접목된 미래도시 조경도 (출처: 한국전력공사)

 

 

스마트그리드의 장점을 이야기하자면 입이 아플 정도로 굉장히 많은데요. 지금부터 스마트그리드의 대표적인 장점을 소개하도록 하겠습니다.


하나. 피크시프트에 의한 에너지 절약


스마트그리드의 가장 큰 장점 중 하나는 바로 피크 시프트(Peak Shift)입니다. 피크 시프트는 전력 수요가 높은 주간의 소비전력 일부를 수요가 낮은 야간 전력으로 전환하는 방법을 말합니다. 차세대 송전망의 도입이 이루어진다면 주간과 야간의 전력 수요량을 실시간으로 파악하고 예측할 수 있습니다. 이러한 기능을 이용하면 주간에 집중된 소비전력을 야간으로 분산시키는 것이 가능해집니다. 그렇게 된다면 에너지의 효율적 사용이 가능해지고 낭비되는 전력을 최소화할 수 있겠죠? 


. 친환경적 재생 가능 에너지 도입


최근 환경 문제로 인해 재생 에너지가 전 세계적으로 각광받고 있습니다. 하지만 재생 에너지는 날씨와 주변 환경의 변화에 민감해 전력 생산량이 바뀌기 때문에 굉장히 불안정합니다. 만약 스마트그리드를 도입한다면, 수요와 공급 균형 조정과 전력 수요 효율을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 재생에너지의 불안정성이 스마트그리드에 의해 해결된다면, 가까운 미래에는 점차 화석연료를 대체할 수 있게 될 것입니다.


. 정전 대책


전력 수요량이 공급량을 넘어선다면 어떻게 될까요? 부족한 전기로 인해 정전이 일어나게 될 것입니다. 하지만 스마트그리드가 도입되어 수요량을 예측할 수 있게 된다면, 예측한 데이터에 따라 공급량을 조정할 수 있기 때문에 정전사태는 일어나지 않을 것입니다. 더운 여름날 에어컨, 선풍기 등 냉방제품 사용으로 인한 전력소비량 급증으로 정전이 일어나는 사태는 이제 역사에만 존재하는 일이 될 것입니다.


. 경제적 효과


스마트그리드는 과거에는 없었던 차세대 송전망입니다. 관련 제품과 서비스는 모두 지금까지는 없었던 새로운 것들뿐입니다. 스마트그리드에 관련된 제품과 서비스에 관한 새로운 일자리가 생긴다면, 이에 따른 경제적 파급효과 역시 굉장할 것으로 예상합니다.


다섯. 선택적 전력사용 가능


간단한 예를 들어 설명해보겠습니다. 먼저 공급자 입장에서 생각해볼까요? 현재에는 공급자가 얼만큼의 전기가 필요한지 알 수 없습니다. 하지만 스마트그리드가 도입된다면 공급자는 전기 수요량을 파악할 수 있고, 이에 따라 불필요한 예비전력을 두지 않아도 됩니다. 그렇다면 불필요하게 발전되고 낭비되는 전기 또한 줄일 수 있겠죠?

 

다음은 수요자 입장에서 생각해보겠습니다. 스마트그리드를 도입하면 지금 시간대에 얼마나 많은 양의 전기가 사용되고 있는지 알 수 있게 됩니다. 이를 바탕으로 전기 단가가 가장 싼 시간대에 선별적으로 전기를 사용해 전기료를 절감할 수 있습니다.

 

 

 

지금 이 시각 스마트그리드

 

미국, 유럽, 호주, 일본 등 다양한 국가의 도시에서 전국적인 ‘스마트그리드’ 시스템의 도입에 앞서 실증단지를 운영하며 문제점을 찾아 수정•보완하는 중이라고 합니다. 국내에도 이와 같은 사례가 있는데요.

 

▲ 제주도 구좌읍 일대의 스마트그리드 실증단지 (출처: 한국전력공사)

 

 

한국전력공사는 2009년부터 제주도 구좌읍(제주 동북부) 일대에 스마트그리드 시스템을 위한 실증단지 ‘제주 SG 실증단지’ 인프라를 구축했습니다. 2011년 6월부터 본격적으로 실증단지를 운영하기 시작했는데요. 정부와 한국전력공사, 민간기업이 총 2465억원을 들여 추진하고 있는 시범사업이기도 합니다.


제주 SG 실증단지는 한국형 차세대 전력망 구현을 위해 국내 최초로 조성되는 시범단지로, 세계 최고 수준의 스마트그리드 시스템 구현을 목표로 하고 있습니다. 양방향 전력 전송이 가능하고, 고장 시 자동복구가 됩니다. 또한, 첨단 가전기기와 통신하며 전력 요소를 제어할 수 있습니다.


실증단지에서는 스마트계량기를 기반으로 실시간 전기요금 정보를 제공해 전기요금이 비싼 시간대를 알 수 있습니다. 전력사용을 저렴한 시간대로 변경해 사용이 가능하게 된 것이죠. 또한, 풍력과 태양광 발전 등 신·재생에너지를 전력망에 안정적으로 연계하고, 남는 전력은 다른 지역으로 전송할 수도 있습니다.

 

 

 

 스마트그리드, 최종 도착지로 가는 길

 

지금까지 스마트그리드에 대해 알아보았는데요. 그렇다면 스마트그리드의 목표가 단순히 전기의 생산•유통•소비 과정에서의 데이터를 측정하고자 하는 것일까요? 아닙니다. 스마트그리드의 최종 목표는 전력의 효율적 사용과 절감입니다. 한가지 예로, 우리나라 전체에 스마트그리드 시스템이 구축된다면 약 6%의 에너지를 절약할 수 있으며, 금전적으로 계산해보면 약 2조원에 가까운 에너지를 아낄 수 있다고 합니다.


또한, 원자력발전소의 안정성문제와 화석연료를 이용한 발전소의 환경문제까지 해결해 줄 수 있기를 기대를 해볼 수 있습니다.


하루빨리 스마트그리드 시스템이 실현되었으면 좋겠지만, 극복해야 할 점이 남아있습니다. 차세대 송전망은 정보통신기술(ICT)이 결합된 미래 도시기술입니다. 그렇기 때문에 평소 네트워크를 이용하여 데이터 통신을 위해 우리가 평소 PC나 스마트폰으로 인터넷을 사용하고 있을 때처럼 바이러스 및 무단 액세스 등의 문제가 발생할 수 있습니다.


이외에도 비용 문제가 있는데요. 스마트그리드 시스템을 실현하기 위해서는 스마트 미터를 각 가정이나 빌딩, 공장에 설치해야 합니다. 전국적으로 ‘계량기 자체의 비용’과 ‘설치를 위한 공사비 등이 건물마다 필요하기 때문에 많은 비용이 문제가 됩니다. 


이에 정부와 관련기관은 제주 실증단지를 통해 여러 실험을 시행하고, 이러한 점들을 극복하기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.


 

환경적 측면에서도, 경제적 측면에서도 우리에게 꼭 필요한 스마트그리드. 스마트그리드에 대해 알면 알수록 우리가 살아갈 미래도시에서의 삶이 더욱더 궁금해지는데요! 낭비되는 에너지를 줄여 좀더 살기 좋은 지구가 될 수 있기를 기대합니다. 

 

 

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