한전, 구리에 SG스테이션 준공.. 에너지 관리기술 상용화 성공

“스마트그리드 기반 친환경 에너지타운 만들 것”

 

 

한국전력공사가 건물 단위의 스마트그리드 사업을 본격화한다. 한전은 스마트그리드 스테이션(이하 SG스테이션)의 적용을 단계적으로 확대하는 한편 향후 해외시장 진출 사업모델화도 추진할 방침이다.

■한전, SG스테이션 사업 본격화

한전은 지난 5일 경기 구리남양주지사에서 SG스테이션 준공식을 개최했다. SG 스테이션은 전력계통운영시스템을 기반으로 신재생에너지, 전력저장장치(ESS), 지능형 전력계량 인프라(AMI), 전기차(EV) 충전장치, 건물자동화시스템(BAS) 등을 효율적으로 통합 제어하는 스마트그리드 운영센터를 말한다.

빌딩에너지관리시스템(BEMS)이 BAS를 활용한 에너지 절감에 초점을 맞췄다면 SG스테이션은 다양한 스마트 시스템을 적용해 건물 에너지 사용을 최적화한 것이다. SG스테이션이 여러 개 모여 지역단위로 확대되면 해당 지역의 에너지 최적화가 이뤄지는 개념으로 이해하면 된다. 이번에 준공된 SG스테이션은 태양광발전시스템, ESS, 스마트 콘센트, 스마트 배전반, 전기차 충전시스템 등이 설치됐으며 전체 시스템을 총괄하는 제어센터와 실시간으로 사용자에게 건물의 에너지흐름을 보여주는 종합상황판으로 구성돼 있다.

또 20㎾ 용량의 태양광발전시스템 및 50㎾h급 ESS를 적용해 피크전력 시 5% 및 연간 전력사용량의 10%를 절감할 수 있다. 이를 통해 30년생 소나무 약 1800그루가 매년 흡수하는 연간 12t의 온실가스 감축효과도 기대된다.

이번 시범사업은 제주에서 실증한 개별 스마트그리드 기술을 상호융합하고 전력사용 통합운영기술을 확보하기 위해 진행됐다. 특히 쏠리테크(태양광발전), 레보(ESS), 동이에코스(전력변환장치), 엔텍시스템(BAS·스마트분전반·스마트배전반), 이지세이버(조명스위치 모듈·스마트 콘센트), 애니게이트(SG스테이션센터) 등 6개 중소기업과 함께 SG스테이션을 구현함으로써 스마트그리드 분야의 신사업 모델 구현 및 중소기업과의 동반성장 기틀 마련에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

■SG스테이션 추진계획은?

우선 한국전력은 올 상반기 내 한전인력개발원, 전력연구원, 한전 강북지사에 SG스테이션을 적용·시범운용한다.

이후 결과에 맞춰 고 210개 한전 전사옥에 적용해 나간다는 게 한전의 방침이다. 한전은 전 사옥으로 SG스테이션 구축을 확대할 경우 피크전력을 1.9㎿까지 줄일 수 있을 것으로 추정했다.

이와 함께 한전은 정부가 2015년부터 추진 예정인 스마트그리드 확산사업에 SG스테이션을 적용한다는 복안이다. 국내 상가와 업무용 건물, 공장 등의 SG스테이션의 적용을 이끌어내겠다는 것. 건물별 SG스테이션이 확산될 경우 자연스럽게 스마트그리드가 보급될 것으로 한전은 보고 있다. 특히 SG스테이션의 사업모델이 성공적으로 이뤄질 경우 해외 진출 사업모델화도 추진할 수 있다는 게 한전의 설명이다.

한국전력 조환익 사장은 "SG스테이션 구축은 국내 최초로 신재생에너지와 ESS, AMI 그리고 전기차 충전 등이 통합된 신개념의 에너지 절감 사업모델"이라며 "스마트그리드 기반의 친환경 에너지타운 조성에 활용할 수 있는 신기술이라는 점에서 의미가 크며 이를 보급하는 데 최선을 다할 것"이라고 말했다.

leeyb@fnnews.com 이유범 기자             기사입력 2014-02-06

 

‘전기’ 눈으로 보고 손으로 제어한다 ‘세계 최초 SG스테이션’

[르포/현장을가다]한전 구리남양주지사 스마트그리드스테이션

양세훈 기자ysh1020@ekn.kr 2014.02.12 09:38:26

▲ 한전 구리남양주지사 1층 로비에 마련된 스마트그리드 스테이션 운영센터 모습.

태양광 ESS AMI 스마트기기 BAS EV충전기 등
ICT와 융합한 스마트그리드 신기술 최초 집대성

태양광 발전설비·전기저장장치 비용 하락하면 보급확산 될 것
모든 빌딩과 아파트에 바로 적용 가능…스마트그리드 세상 눈앞

“사실은 국내최초가 아니라 세계 최촙니다. 세계적으로 이와 유사한 건물은 있지만 이렇게 스마트그리드를 집대성한 건물은 이곳이 처음인 거죠” 한전 최태일 SG개발팀장이 한전 구리남양주 지사 스마트그리드 스테이션 준공식에서 한 말이다.

세계최초의 건물에 찾아갈 기회가 생겼다. 함께 취재차 방문한 기자만 30여명이 넘었다. 그만큼 세간의 관심이 높다는 방증이다.

스마트그리드를 집대성한 세계최초의 건물을 상상해보라. 아무래도 최신 첨단기술이 집약된 건물이다 보니 머릿속에는 호화로운 현대식 건물이 그려질 것이다. 상상은 아무래도 좋다. 그러나 이 건물은 딱 봐도 20년 이상 된 건물이다. 유행지난 붉은 벽돌이 그 세월을 말해준다.

겉모습만 봐서는 실망할 수밖에 없다. 그러나 전혀 스마트한 건물처럼 보이지 않는 이 오래된 한전지사가 SG시범사업건물로 낙점된 이유이기도 하다. 겉모습이 아닌 그 속살을 자세히 들여다보라고 이렇게 많은 기자를 초대한 것. 그렇다면 이 낡고 오래된 건물이 어떻게 똑똑하게 변했을까.

우선 가장 외형적으로 눈에 띄는 것은 바로 옥상에 설치된 태양광 집열판이다. 약 40미터 길이에 6미터 정도의 넓이로 한전 남양주 지사 옥상 5/1를 차지하고 있다. 한눈에 봐도 쏟아지는 겨울 햇살을 끊임없이 받아들이는 중이다.

태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해 250Wp의 모튤출력을 가진 60개의 셀로 구성됐다고 한다. 태풍 등의 자연재해에도 견딜 수 있도록 철골구조로 지어졌고 태양빛을 가장 잘 흡수하기 위해 30도의 각으로 누워있다. 풍하중 30m/s에도 견딜 수 있다. 발전용량은 20kWp, 이 건물 전력 400kW의 5%에 해당하는 설비다. 이 때문에 건물 전력사용량 9.6%를 절감할 수 있다. 이 기술을 중소기업 쏠라테크에서 제조했다.

다음은 옥탑에 나란히 들어간 네모난 박스형 기기 2대다. 둘이 붙어 있는 거 보니 두 기기가 연계돼 설치됐다는 걸 쉽게 짐작할 수 있다. 바로 전력변환장치(PCS)와 전력저장장치(ESS)다. 태양광집열판으로 모인 태양광에너지가 전력변환장치를 거쳐 건물에 전력을 공급하게 되고 남는 에너지는 저장장치에 저장해뒀다가 에너지 피크 시간이나 필요할 때마다 뽑아 사용할 수 있도록 하는 것이다.

전력변환장치는 태양광발전을 출력하고 저장장치 배터리의 충방전을 동시에 전력 변환하는 하이브리드 타입이며 발전량과 수요예측, 배터리 충전량을 고려한 부하추종 운전이 가능하다. 변환용량은 30kW로 동이에코스에서 제조했다. 저장장치는 태양광발전과 한전 전기 모두 저장해 사용할 수 있고 주간피크에 9kWh/h 방전으로 피크전력 5.0% 감소시킨다. 총 저장용량은 50kWh로 ㈜레보에서 제조했다. 둘 다 투박하게 생겼지만 똑똑한 건물의 핵심장비다.

그렇다면 이 모든 상황. 즉 태양광에너지가 모이고분배되고 저장되는 등의 경로가 한눈에 파악이 가능해야 하고 이를 제어 할 수 있어야 한다. 이곳이 SG스테이션 운영센터다.

“이 건물의 총소비전력은 현재 117.7kW로 이 가운데 한전전력은 97.7kW입니다. 나머지 20kW는 태양광 에너지와 전기저장장치에 저장된 전기가 담당하고 있습니다. 보는 바와 같이 지금 건물의 모든 전력 상황을 한눈에 파악할 수 있습니다” 한전 관계자의 설명이다.

그렇다. 지금 어느 최첨단 빌딩을 가더라도 지금처럼 에너지관리를 한눈에 파악하고 제어하는 것이 불가하다. 현재까지는 모든 시스템이 따로따로 수동으로 운영된다. 그러나 이 건물은 모든 것이 자동으로 제어되고 있다. 다시 말해 설비별 전력사용에 대한 모니터링이 가능하고 설비운영 및 제어감시는 물론 태양광 발전량과 수요예측까지 가능한 지능형 에너지관리 시스템이다. 전력사용이 많은 시간대에는 신재생에너지인 태양광에너지와 저장장치에서 자동으로 전기가 공급된다.

이만하니 한전에서 기자들 모아놓고 으쓱할만하다. 그런데 이게 다가 아니다. 커다란 제어실이 아니더라도 스마트폰 하나만으로 건물 내 모든 전력을 제할 수 있는 시스템이 깔렸다. 스마트콘센트와 조명제어 장치가 그 것.
 

▲ 조환익 한전 사장이 태양광발전시스템을 살펴보고 있다.

양기출 이지세이버(주) 대표는 “콘센트 하나하나에 계량기가 있다고 보면 됩니다. 스마트폰으로 현재의 전력상황과 제어까지 가능하다”며 “지금이라도 당장 빌딩과 아파트에 설치할 수 있다”고 말했다.

그의 말처럼 이 건물에는 총 41개의 스마트콘센트와 34개의 조명제어 장치가 설치돼 있어 스마트폰으로 대기전력을 차단하고 사용량을 모니터링할 수 있다. 또 원격으로 콘센트와 전등을 켰다 껐다가 가능하다. 그러나 설치비용이 문제.

양 대표는 “콘센트는 개당 5만원, 조명은 3만5천원의 설치비용이 들어간다. 150평 기준 약 200만원의 설치비용이 소요되나 설치 후 2년 안에 소요비용을 회수할 수 있을 만큼 전기료가 절감된다”고 설명했다. 이어 “설치비용이 다소 비싸지만 설치비용에 대한 부담을 정부에서 정책적으로 풀어준다면 초기 비용이 전혀 들지 않을 수 있다”고 말했다. 실제로 통신사업자나 한전에서 초기 설치비용을 부담하는 법적 제도가 만들어지고 있는 것으로 알려졌다.

앞으로 이 건물에는 3kW 규모의 풍력발전 2기가 추가로 내년 초까지 설치될 예정이다. 이렇게 되면 태양광과 더불어 신재생에너지 비율은 더욱 높아진다. 이뿐만이 아니다. 전기차를 충전할 수 있는 충전기가 2대나 설치돼 있는 등 스마트그리드의 모든 핵심 기술들이 집대성 됐다.

이처럼 세계최초의 스마트그리드 스테이션이 완공되기까지 소요된 시간은 60일. 비용은 총 2억 2000만원이다. 이미 제주 실증단지를 통해 개발됐기 때문에 짧은 기간에 설치와 비용을 최소한 할 수 있었다.

황우현 한전 스마트그리드사업 처장은 “SG스테이션 구축으로 전기요금을 20~30%가량을 절감할 수 있지만 투자비용을 회수하는 데에는 현재로서는 약 10년이 걸릴 것으로 예상한다”고 말했다. 그러나 "가격대가 높은 태양광 발전설비와 배터리 비용이 앞으로 더 떨어지면 몇 년 안에 스마트그리드 사옥이 많이 생겨날 것"이라고 전했다.

이처럼 겉보기에는 낡고 오래된 건물이지만 그 속은 신재생에너지와 신기술들이 모여 하나의 혈관을 이루며 전기를 공급하고 제어하고 있다. 이는 곧 오랜 된 건물을 포함한 모든 건물에 이 같은 최신 스마트그리드 기술을 쉽게 적용 가능함을 의미한다. 그 첫 발을 한전 구리남양주 지사에서 뗀 것이다. 스마트그리드 세상이 이미 눈앞에 와있다.

 

 

 

■ 스카트그리드 스테이션 준공식
총괄 제어센터.종합상황판 구성 '에너지 효율적 관리 구현'

스마트그리드 스테이션 시범사업이 첫 발을 내딛었다.

한국전력(사장 조환익)은 지난 5일 산업통상자원부 전력진흥과 김종철 과장, 지능형전력망협회 구자균 회장 및 관련 중소기업과 연구기관 등 에너지 분야 전문가 100여명이 참석한 가운데 한전 구리남양주지사에서 스마트그리드 스테이션 시범사업 준공식을 개최했다.

스마트그리드 스테이션(Smart Grid Station, 이하 ‘SG 스테이션‘)이란 전력계통운영시스템을 기반으로 신재생 에너지(PV, WT), 전력저장장치(ESS), 지능형 전력계량 인프라(AMI), 전기차(EV) 충전장치와 건물자동화시스템(BAS) 등을 효율적으로 통합 제어하는 지역 단위의 스마트그리드 운영센터를 말한다.

이번에 준공된 SG스테이션의 경우 태양광 발전시스템, ESS, 스마트 콘센트, 스마트 배전반, 전기차 충전시스템 및 전체 시스템을 총괄하는 제어센터와 실시간으로 사용자에게 건물의 에너지흐름을 보여주는 종합상황판으로 구성돼 건물내부의 전체 에너지에 대한 효율적인 관리가 가능하도록 구현됐다.

또한, 20kW 용량의 태양광 발전 시스템 및 50kWh급의 ESS를 적용해 피크전력 5% 및 연간 전력사용량의 10% 절감이 가능하며, 이를 통해 30년생 소나무 약 1800여 그루가 매년 흡수하는 연간 12ton의 온실가스를 감축하는 효과가 있을 것으로 예상된다.

이번 시범사업은 지금까지 제주지역에서 실증한 개별 스마트그리드 기술을 상호 융합하고 전력사용 통합운영기술을 확보하기 위해 진행된 사업으로, 6개의 참여 중소기업과 함께 ICT 융합을 통해 SG스테이션을 구현함으로써 스마트그리드 분야의 신사업 모델 구현 및 중소기업과의 동반성장 기틀을 마련하는 등 창조경제 활성화에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

이날, 한국전력 조환익 사장은 기념사를 통해 “SG스테이션 구축은 국내 최초로 신재생에너지와 ESS, AMI 그리고 전기차 충전 등이 통합된 신개념의 에너지절감 사업모델로써 스마트그리드 기반의 친환경 에너지타운 조성에 활용할 수 있는 신기술이라는 점에서 의미가 크다”고 강조했다.

한전은 올해 상반기 중에 SG스테이션 시범운영 결과를 분석한 후 210개 한전 사옥을 대상으로 확대할 예정이다. 또 내년부터 추진 예정인 스마트그리드 확산사업에도 적용해 단계적으로 상가, 업무용 건물, 공장 등에도 활용하는 한편, 향후 해외시장 진출 사업모델화도 추진할 계획이다.