신재생 에너지와 스마트 그리드
신재생 에너지와 스마트 그리드
  • 경남도민신문
  • 승인 2015.06.15 17:21
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김상복/한국폴리텍대학 진주캠퍼스 스마트 전기과 교수

 
모든 경제, 사회, 문화생활에 있어서 전기에너지(전력)는 꼭 필요한 요소가 되었다. 컴퓨터나 휴대폰 등의 전자제품에서 부터 여러 다양한 산업에 이르기까지 전기에너지가 반드시 있어야 한다.

전력을 발생시키는 것을 발전이라 하고, 대표적인 발전방식은 수력발전, 화력발전, 원자력발전으로 구분되며, 그중에서 화력발전이 차지하는 비율이 전체의 약 66%으로 제일 높다. 화력발전은 석유, 석탄, 천연가스 등과 같은 화석연료를 사용하므로 연소하면서 나오는 매연은 대기오염의 원인이 되고, 지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 대량 배출하는 단점이 있다.

최근 산업사회의 발전과 생활수준 향상으로 전력소비량이 지속적으로 증가하고 있으며, 이를 해결하기 위해서 발전량도 같이 증가되어야 하지만 지역주민의 반대로 발전소 부지확보의 어려움과 이산화탄소를 감소해야하는 환경문제 등, 에너지 자원이 부족한 우리나라의 여건과 상황으로 볼 때 화력이나 원자력 같은 대형 발전소의 확충은 갈수록 어려워질 것이다. 따라서 신재생 에너지를 활용한 발전방식이 매우 필요해졌다.

삶의 질 향상으로 전력품질 또한 매우 중요해졌고, 효율적인 수요관리, 부하관리를 위한 다양한 에너지원의 활용을 위해 분산 형 전원의 개발이 시급해졌다. 전기품질은 두 가지 측면이 있는데, 공급자 측면에서 보면 전력공급의 신뢰도이며, 소비자 측면에서 보면 동력을 공급하는 장치나 시스템 등의 전기설비에 공급되는 전력 상태, 즉 품질이다. 기존에는 전압과 주파수의 유지율, 정전횟수, 정전시간 등으로 전력 품질을 평가 했으나, 최근에는 반도체로 된 디지털 장비와 고 정밀 의료장비, 지능형 빌딩 등이 증가함에 따라 순시정전, 저전압, 과전압, 서지, 고조파, 플리커, 전압 불평등 등이 전력품질을 평가하는 주요 요소가 되었다.

신재생 에너지를 대량으로 도입하기 위해서는 분산 형 전원을 전력계통에 연계하는 계통연계가 필요하며, 대량의 태양광 발전과 풍력발전 등을 받아들일 수 있는 스마트 그리드 개발에 관심이 높다. 스마트 그리드는 기존 전력망에 ICT 기술, 파워 일렉트로닉스(power electronics) 기술, 전력저장장치 기술 등을 응용하여 수요지역 근처에 설치하는 분산 형 전원을 말한다.

우리나라도 스마트 그리드를 위해 2009년부터 5년간 제주도에 스마트 그리드 시티를 조성하였으나 예산부족으로 성과가 미진하지만, 정부의 저탄소 녹색성장의 정책 전환을 통해 신재생 발전 비중을 2009년 3% 수준에서 2030년 12% 수준으로 확대하기로 계획하고 있다.

필자가 근무하는 진주 폴리텍대학 진주캠퍼스 스마트 전기과는 2014년 미래 신 성장 동력학과로 개편하여 정부로부터 약 8억 원의 예산을 지원받아 신재생 에너지와 스마트 그리드 관련하여 태양광 발전시스템, 풍력 발전시스템, 전력변환장치, 전력IT 중앙감시 제어장치, 스마트 그리드 전력IT 장치, 전력품질 시뮬레이터 S/W 등을 구축하였고, 2015년도 신입생을 모집하여 현재 열심히 교육하고 있다. 특히 진주 혁신도시에 이전되는 공공기관의 건물들이 태양광 발전설비, 지열 등을 이용한 친환경, 에너지 절약형으로 건설되었고 전력의 공급과 수요의 양방향 통신 구현으로 고 품질의 전력 수요관리가 필요하므로 이와 관련된 전문 인력의 수요가 증가될 것으로 예상하며 학생들에게 취업의 기회가 많이 생길 것으로 기대해 본다.



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