스마트 그리드는 기능적 측면에서 주파수 변동에 따라 가전기기를 차단하거나, 전력 수요가 적은 시간대에는 자동으로 전력을 저장하며, 피크 시간대에는 전기료를 절감하기 위한 수요 관리를 해야 한다.
센서가 부하 변동과 외란을 감지하여 보호시스템으로 정보를 보내 사고시 확산을 최소한으로 막기 위해 빠른 시간에 계통을 보호해야 하고, 분산 전원들은 기존 전력망의 공급량을 덜어주는 일을 수행해야 한다.
정부는 ‘중점 녹색기술 개발과 상용화 전략’ 차원에서 스마트 그리드를 세계적인 선도 기술로 육성할 필요가 있는 장기 집중 투자 기술로 선정했다. 스마트 미터, 네트워킹 기술, 배전연계기술 등의 개발을 통해 2011년까지 스마트 그리드에 필수적인 Advanced Metering System을 상용화할 계획이다.
‘녹색 기술 표준화 전략’ 차원에서는 스마트 그리드의 연구 개발과 국제 표준화를 동시에 추진해 개발 기술의 조기 상용화를 목표로 하고 있다. 원격 제어 및 전력IT 기술을 바탕으로 차세대 변전시스템 등 10개 분야 35종의 표준화를 추진하고 있다.
현재 우리나라의 사업화 속도는 미국, 유럽 등 선진국들에 비해 대략적으로 2년 정도 뒤쳐져 있는 것으로 추정된다. 이에 대해 기술 개발 진도율을 지난해 59%에서 올해 78%로 끌어올리고, 2011년에는 95%까지 달성하여 선진국들과 격차를 최소화할 계획이다.
그렇다면, 스마트 그리드의 주체인 중전기 산업은 어떤 제품을 사업화할까?
앞서 언급한 것처럼 스마트 그리드는 배전망의 혁신을 야기하기 때문에, 스마트 그리드 솔루션도 배전에 집중된다.
▶먼저, 스마트 미터 중심의 AMI 시스템이 소비자들이 가장 쉽게 접하는 필수 장비가 될 것이다.
기존의 기계식과 전자식 계량기가 월 1회 검침을 하는데 반해, 스마트 미터는 실시간으로 검침하여 데이터를 수요자에게 보여주며, 전력 거래를 전제로 양방향 회전이 가능한 특징을 가진다. 전력선 통신과 ZigBee 등 무선 통신 기능을 갖춰야 한다. 스마트 미터는 범용화된 단말기이기 때문에 대표적인 수출 품목으로 자리잡을 수 있을 것이다.
▶수요 반응(Demand Response) 시스템이 현재 전력망과 차별화되는 핵심 장비이다.
전력 수요에 따라 가격을 실시간으로 결정해서 수요자에게 알려주고, 수요자가 이를 근거로 전력 사용량을 효과적으로 조절하도록 해 주는 시스템이다.
수요자는 실시간 요금제, 차등 요금제에 맞게 전력 소비 형태를 바꾸게 된다. 수요 반응 시스템은 이러한 수요자의 반응에 따라 발전량을 제어하는 정보를 사업자에게 제공한다. 또한 수요자가 자신의 에너지를 직접 관리할 수 있고, 전력 품질의 측정과 데이터 저장이 가능하며, 수요자의 프로그램 설정에 따라 자동으로 부하를 제어하는 기능을 갖추게 된다.
▶EMS(Energy Management System)는 에너지 종합 사령실과 같다. 우리나라는 전력거래소, 한전 KDN, LS산전이 공동으로 개발해 기술 자립을 이루었다. 국가 단위의 EMS뿐만 아니라 마이크로 그리드 단위로 EMS 수요가 확대될 것이다.
이상의 핵심 제품 이외에 분산전원 전력변환 장치, 스마트 보호/제어 장치, 전력IT용 제어/통신 장치, 전력선 통신, 전력용 반도체 모듈 등으로 사업 Item이 확대될 것이다.
▶분산전원 전력변환 장치는 태양광, 풍력 등 분산전원에 장착되는 주요 설비로서, 직류를 교류로 바꿔주는 Inverter가 기반이 된다.
▶스마트 보호/제어 장치는 전력 계통에서 사고가 발생하면 자동으로 사고 구간을 나누고 보호하여 사고가 파급되지 않도록 막아주는 장치이다.
▶전력IT용 제어/통신 장치는 각종 부하 설비의 전원이나 기능을 제어해 주는 제어 장치이다.
▶전력기기 시장의 성장은 전력용 반도체 수요의 급속한 확산을 전제로 한다. 특히 교류를 직류로 변환하거나, 직류로 송전하는 경우에는 전력용 반도체가 필수적이다.
스마트 그리드에서는 분산전원과 전력 저장장치 확산, 가전기기의 직류화 등을 바탕으로 직류에 대한 수요가 빠르게 증가할 것이다. 전력용 반도체 시장은 Infineon, STMicroelectronics, Fairchild, Vishay, TI 등 해외 업체들이 장악하고 있고, 전력용 반도체 모듈은 Fuji, Mitsubishi 등 일본 업체들이 선도하고 있다.
이에 대해 국내에서는 LS산전 중심으로 전력용 반도체 모듈의 국산화 노력이 성과를 거두고 있다.
▶전력선통신(PLC; Power Line Communication)도 스마트 그리드에 필수적인 기술이다. 전력선을 이용해 데이터를 고주파 신호에 실어 송수신하는 기술로, 칩, 모뎀, Application 제품 등에 대한 사업화가 진행될 것이다.
스마트 그리드를 구현하기 위해서는 계통별로 다양한 신규 시스템을 필요로 한다.
▶송전 시스템으로는 FACTS(Flexible Alternating Current Transmission System), SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition System) 등이 필요하다. 이 중 FACTS는 교통 체계의 가변차선 개념으로서 전기 흐름을 제어해 송전 선로의 설비 이용률을 극대화하고, 송전 용량을 증대시키며, 전압 변동을 최소화하는 송전 시스템이다.
▷변전 시스템으로는 SAS(Substation Automation System), SCADA, PDPS(Power Equipment Diagnosis & Preventive System) 등이 필요하다.
▷배전 시스템으로는 DAS(Distribution Automation System), AMR(Automatic Meter Reading System), LMS(Load Management System) 등이 필요하다.
▷소비자 시스템으로는 PMS(Power Monitoring System), PQMS(Power Quality Monitoring System), AMR, LMS 등이 필요하다.
결국 현재의 전력망을 구성하는 대부분의 전력 시스템 및 전력기기가 교체 대상이 될 것이고, 이 과정에서 대규모 중전기 시장이 형성될 것이다.
'The Business > Smart Grid' 카테고리의 다른 글
| Ⅷ. 스마트 그리드의 시장전망 (0) | 2009.07.11 |
|---|---|
| VII. 스마트 그리드 구축 RoadMap (0) | 2009.07.11 |
| IV. 스마트 그리드의 특징 (0) | 2009.06.29 |
| III. 스마트 그리드의 시대적 배경 (0) | 2009.06.28 |
| II. 스마트 그리드 개념 (0) | 2009.06.28 |
