스마트그리드 기술 - seumateugeulideu gisul

스마트그리드 기술은 발전에서 송전, 배전, 다양한 전력 소비자에 이르기까지 전력시스템 전 분야에 걸쳐 분포한다.

광역 모니터링 및 제어기술은 광범위한 지역에서 발전과 송전, 배전망까지 전력시스템 구성요소와 성능을 실시간으로 모니터링 및 제어하는 기술이다. 광범위한 지역의 전기 장애를 감소시키고, 송전 성능과 신뢰성을 제고한다.

정보·통신 기술 통합 기술은 컴퓨팅, 시스템을 제어하는 소프트웨어 등과 함께 전력망을 효율적으로 관리하는 기술이다.

신재생에너지 및 분산발전 통합 기술은 에너지저장시스템, 실시간 발전예측 등 스마트그리드 시스템을 통한 신재생에너지, 분산발전원의 전력망 연계 관리 기술이다.

송전망 고도화 기술은 FACTS, HVDC, DLR, HTS 기술 응용으로 송전 손실 감소를 통해 송전 효율성 향상, 투자규모를 축소하여 비용을 절감하는 기술이다.

배전망 관리 기술은 배전과 변전소 센싱 및 자동화를 통해 정전 감소, 복구시간 축소, 전압 유지, 자산관리 기능을 향상시키는 기술이다.

AMI(지능형검침인프라) 기술은 소비자와 전력회사 간 양방향 데이터 통신을 통해 전력 가격과 소비에 대한 정보 교류로 에너지 운영 효율성을 향상시키는 기술이다.

전기자동차 충전 인프라 기술은 고객 측 시스템과의 교류를 통해 부하 수준에 따른 G2V(grid-to-vehicle), V2G(vehicle-to-grid)를 원활하게 운영하는 기술이다.

고객 측 시스템 기술은 산업, 상업, 가정 부문 고객의 전력 소비를 관리하기 위해 에너지 관리시스템, 에너지저장장치, 스마트가전 및 분산 발전원을 활용하는 기술이다.

[참고자료]

스마트그리드 시장동향 및 해외시장 진출전략, KOTRA, 2019.6.

스마트그리드란

스마트그리드에 대한 정의 및 구성요소, 변화 등을 알아봅니다.

  • 스마트그리드 정의
  • 스마트그리드가 주는 변화

Smart Grid에너지 확보의 위기와 지구 온난화라는 중대한 문제를 해결할 수 있는 에너지 절약형 전력망이 바로 스마트그리드입니다.

제 2차 전력혁명이라 불리는 스마트그리드!

스마트그리드란 전기 및 정보통신 기술을 활용하여 전력망을 지능화·고도화함으로써 고품질의 전력서비스를 제공하고 에너지 이용효율을 극대화하는 전력망입니다. 현재의 전력시스템은 최대 수요량에 맞춰 예비율을 두고 일반적으로 예상수요보다 15%정도 많이 생산하도록 설계돼 있습니다. 전기를 생산하기 위해 연료를 확보해야 하고 각종 발전설비가 추가적으로 필요하며, 버리는 전기량이 많아 에너지 효율도 떨어집니다. 또한 석탄, 석유 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어납니다.

스마트그리드는 에너지 효율 향상에 의해 에너지 낭비를 절감하고, 신·재생에너지에 바탕을 둔 분산전원의 활성화를 통해 에너지 해외 의존도 감소 및 기존의 발전설비에 들어가는 화석연료 사용 절감을 통한 온실가스 감소효과로 지구 온난화도 막을 수 있게 됩니다.

스마트 그리드(smart grid)는 전기의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신기술을 접목하여 공급자와 소비자가 서로 상호작용함으로써 효율성을 높인 지능형 전력망시스템이다.

개요[편집]

현재의 전력시스템 상에서는 우리가 실제로 사용하는 전기보다 15% 정도 많이 생산하도록 설계되어 있다. 이는 전력의 최대소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많이 사용할 경우에 대비해 전기를 미리 확보해 놓는 것이다. 연료는 물론 각종 발전설비도 추가적으로 필요하다. 또한 버려지는 전기 또한 많아 에너지 효율이 떨어지며, 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어난다.

꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전기를 더 효율적으로 사용하면서 지구온난화도 막을 수 있다. 스마트그리드는 전력망에 정보통신기술을 융합해 전기사용량과 공급량, 전력선의 상태까지 알 수 있는 기술로 에너지 효율성을 극대화할 수 있다.

스마트그리드의 핵심은 전력망에 직비[1], 전력선 통신[2] 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것에 있다. 따라서 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능하다.

전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에는 최대전력량을 유지하지 않거나, 남는 전력을 양수발전에 사용하여 버리는 전기를 줄일 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.

결국 스마트그리드는 일반 가정에서 사용하는 TV, 냉장고와 같은 전자제품뿐 아니라 공장에서 돌아가는 산업용 장비들까지 전기가 흐르는 모든 것을 묶어 효율적으로 관리하는 신개념 시스템이다. 집, 사무실, 공장 어느 곳에서나 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를 피해 전기를 사용하는 것도 가능하다.

한편으로 전력망을 지능화함으로써 중앙으로부터 일방적으로 전기가 공급되던 수직적 체계에서 벗어나, 마이크로그리드와 분산 전원 방식과 같은 양방향 수평적 공급체계를 마련하여 에너지 프로슈머가 등장하게 되는 발판을 마련할 수 있을 것으로 예상된다.

효과[편집]

스마트 그리드는 단순히 전력망을 지능화하는 것에서 그치는 것이 아니라, 다른 산업과의 연계할 수 있다는 점에서 큰 파급효과를 가지고 있으며, 2030년에는 1경원에 달하는 시장이 형성될 것으로 예상되고 있다.[3]

스마트 그리드와 연계되는 분야로는 전력서비스산업, 정보통신산업, 전력저장장치, 마이크로그리드, 전기자동차산업, 건설산업 등이 있다.

에너지 절감[편집]

스마트 그리드의 최종적인 목표는 에너지 절감이다. 필요한 만큼의 전기를 생산하고, 남는 전기는 축전기를 통하여 저장하고 필요할 때 다시 공급하여 버려지는 전기를 줄일 수 있다. 또 전력수요를 분산시켜서 발전 설비의 효율을 증가시키고, 통신 기기에 직접 전력을 공급하는 전력 변환 장치나 축전지의 일부 또는 전체를 수전(受電) 설비, 예비 전원 설비와 분리하여 통신 기기의 근처에 분산하여 설치하는 방식을 통해 송배전효율을 증대시킬 수 있다.

이러한 에너지 절감과 신재생 에너지의 도입을 가속화시켜서 온실 가스의 배출 감소를 얻을 수 있다.

또한 현재 공급이 일정하지 못한 신재생 에너지를 활성화, 상용화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

전기 품질 향상[편집]

전기사용량을 실시간으로 모니터링하여 전력수요가 일정 시간대에 몰리지 않게 분산시키고, 전력 공급이 끊기는 사고가 발생하였을 때에는 이를 대체할 송배전 선로를 통해 전기를 보내도록 설정하는 등 유연한 대처도 가능하다. 이를 통하여 높은 품질의 전기를 안정적으로 공급할 수 있다.

같이 보기[편집]

  • 자급자족 빌딩(en:Autonomous building)
  • 제로에너지 빌딩(en:Zero-energy building)

각주[편집]

  1. ZigBee Smart Energy http://www.zigbee.org/Markets/ZigBeeSmartEnergy/Overview.aspx Archived 2010년 4월 15일 - 웨이백 머신
  2. HomePlug Alliance Smart Energy Initiative http://www.homeplug.org/tech/smart_energy/ Archived 2010년 4월 30일 - 웨이백 머신
  3. 최순욱 (2008년 9월 30일). “[스마트그리드를 선점하라 (중)심화되는 경쟁”. ETNEWS. 2010년 5월 25일에 확인함.

스마트그리드(Smart Grid)란?

전력망에 정보기술(IT)을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환, 에너지효율을 최적화하며 새로운 부가가치를 창출하는 차세대전력망

스마트그리드 필수 구성요소

  • Advanced Smart Meter : 소비자에게 실시간 전기요금 정보 제공 및 스마트 가전제품과의 자동화된 네트워킹을 통해 전력사용을 최적화하는 소비자 전력관리장치

스마트그리드의 핵심개념 : 전력망의 유연성과 효율성

  • 현재의 중앙집중형, 일방향인 전력계통의 비효율성을 극복하기 위한 것으로써 신재생에너지를 중심으로 다양한 에너지원이 도입되어 전력계통을 규모에 따라 분산적이고 독립적으로 운영할 수 있는 유연한 형태를 갖추게 되며, 각 계통에 센서, 미터들을 장착하여 소비자의 요구에 실시간으로 반응하는 지능화된 전력망이다.

스마트그리드의 역할 : 에너지 분야의 인터넷

  • 전력산업의 패러다임이 양에서 질로, 공급중심에서 수요중심으로, 중앙 집중에서 지역분산으로, 100년 전 기술이 전력IT 기술로 변화하는 것을 의미한다. 미래의 전력망이 분산된 네트워크 구조를 가진다는 점에서 스마트 그리드는 에너지 분야의 인터넷과 같은 역할을 수행한다고 볼 수 있다.

스마트그리드 추진 필요성

  • [국가차원] 에너지ㆍ환경문제에 대응
    • 에너지 : 국가 에너지 소비의 3% 절감(전기에너지의 10%) 및 태양광ㆍ풍력 등 전력생산이 불규칙한 신재생발전원의 보급 확대기반조성
    • 환경 : 국가 배출량 41백만 톤('06년도 배출량의 7%) 감축 및 전기차 보급 인프라 구축

에너지절약 Mechanism

  • [기업차원] 녹색성장시대에 우리나라를 먹여 살릴 신성장동력
    • 국내 : 68조원 규모의 내수시장 창출을 통해 그린 일자리를 50만개 창출하고 우리나라를 세계 스마트그리드 산업의 테스트베드화
      * 우리나라는 전력ㆍ중전ㆍ가전ㆍ통신부문에서 세계 일류기업군을 보유
      → 퓨전제품인 스마트그리드 제품에서 시너지효과 창출기대
    • 수출 : 조기 창출된 내수시장에서 축적한 노하우ㆍ경험을 바탕으로 세계시장 진출 ('30년 세계시장 점유율 목표 30%)
      * 선진국 노후설비 교체수요와 개도국 설비증설 수요에 따라 세계시장 전망은 매우 밝은 편(최근 미국과 중국은 각각 45억불, 1,000억불 규모의 투자계획 발표)
  • [개인차원] 저탄소ㆍ녹색생활 라이프스타일의 정착
    • 주거공간 : 녹색요금제ㆍ품질별요금제 도입 등을 통해 소비자의 에너지 선택권 제고
      * Advanced Smart Meter 보급을 통해 소비자의 전기사용량을 15% 절감, 각 가정에 설치된 신재생ㆍ분산형 전원을 전력회사에 역판매하여 수익창출
    • 운송수단 : ‘12부터 아파트ㆍ관공서 주차장에 충전인프라 구축, 전기차 배터리 임대

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