하루가 다르게 세상은 발전하고 있다. 우리는 사물인터넷(IoT)를 통해 집 밖에서도 집 안에 설치한 에어컨을 제어하고 가전제품의 전력량을 확인하는 시대에 살고 있다. 매년 여름마다 전력난에 시달리는 일도 이젠 옛날이야기다. 그중에서도 ‘스마트그리드’를 활용한 기술이 활성화되면 세상이 달라질 것이다. 똑똑한 전력망 스마트그리드에 대해 좀 더 자세히 알아보자.

스마트그리드란

 스마트그리드는 ‘똑똑한’이라는 의미를 가진 ‘Smart’와 전기, 가스 등의 공급용 배급망, 전력망이란 의미를 가진 ‘Grid’가 합쳐진 단어다. 차세대 전력망, 지능형 전력망으로도 불린다.

 즉 스마트그리드란 전기 공급자와 생산자들이 전기 사용자 정보를 제공해 보다 효과적으로 전기 공급을 관리할 수 있게 해주는 서비스다. 전기와 정보통신 기술을 활용해 전력망을 지능화·고도화해 고품질 전력서비스를 제공하고 에너지 이용 효율을 극대화한다.

 스마트그리드의 종류로는 HEMS(Home Energy Manage ment System)와 스마트 미터 등이 있다. HEMS는 주택의 전력, 가스, 온수 등 에너지 소비원인 조명, 가전기기 등을 IT기술로 네트워크화하고 자동제어하는 시스템이다. 스마트 미터는 가정 내 전자제품의 전력 사용을 자동으로 최적화해 에너지 이용의 효율성을 높인다. 검침 결과를 전력 공급자와 소비자에게 얼마나 빨리 알리는지가 핵심이다.

지구온난화와 스마트그리드

 매년 여름에는 냉방기, 겨울에는 난방기의 과다한 사용으로 인한 ‘전력난’을 다루는 뉴스기사를 한 번쯤은 접했을 것이다. 급격한 온도 변화는 전력 수급과 관리의 어려움을 키웠다. 정부는 공공기관, 백화점, 대형 마트 등에 적정 온도 유지, 대규모 사업장엔 10% 전력 절감을 권고하는 등의 정책을 펼쳤다. 가정에서도 관리사무소를 통해 에너지 절약을 유도했다.

 지구온난화 문제가 발생하면서 전 세계는 환경 문제에 대해 고민하기 시작했다. 많은 나라가 새로운 에너지를 찾아 나섰고 태양열 수력 등의 신재생에너지 기술을 개발했다. 동시에 에너지 효율을 높일 수 있는 기술에 대한 고민도 점점 늘어났다. 스마트그리드는 이런 고민 속에서 등장한 기술이자 에너지 정책이다.

스마트그리드의 핵심은

 일반적으로 가장 많이 알려져 있는 스마트그리드는 가정 내 가전제품에 IT를 적용해 전력 네트워크를 구성하는 방식이다. 사물인터넷 기술을 가전제품에 적용시켜 가전제품별로 전기 사용량에 대한 실시간 데이터를 수집한다. 이외에도 건물 전체나 여러 건물들을 연결해 스마트그리드를 구성하며 전기요금이 저렴한 시간에 전기를 저장해뒀다가 필요한 시간에 사용할 수 있다.

 이처럼 스마트그리드를 구축하기 위해서는 건물 내 전력, 가스, 물 등을 제어할 수 있는 냉·난방 운영설비부터 에너지 저장시스템(ESS), 스마트계량기(AMI), 에너지관리시스템(EMS), 전기자동차 및 충전소, 분산 전원, 신재생에너지, 양방향 정보통신기술, 지능형 송·배전시스템 등이 필요하다.

에너지 저장시스템, ESS

 이 기술들 중 핵심은 바로 ESS (Energy Storage System)이다. 예전에는 수요를 예측해 전력공급량을 조절해도 이미 생산됐지만 사용하지 못한 전기는 그대로 버릴 수밖에 없었다. ESS는 에너지를 컨테이너 모양의 대형 배터리에 저장하는 식으로 대용량 전기를 쓰고 남은 것도 저장할 수 있게 도와준다. 스마트폰이나 노트북에 쓰이는 리튬이온 배터리나 납축전지, 나트륨-황 배터리 등이 대용량 전기를 저장하는 장치로 쓰인다.

 ESS를 이용해 전기를 저장할 수 있게 되면 태양광, 풍력, 조력 등 신재생에너지나 소규모 발전소에서 얻은 소량의 전기를 저장해 나중에도 쓸 수 있다. ESS가 저장된 에너지는 수요와 공급을 적절히 조절해 버려지는 에너지를 최소화할 수 있는 것이다.

 또한 ESS는 반복되는 전력난에 대비할 수 있게 도와준다. ESS에 전기를 저장해 수요가 최고치에 달하는 시점의 전력량을 조절한다. 발전 설비에 대한 과잉 투자를 막고 돌발적인 상황에서 발생하는 정전 시에도 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

한국의 스마트그리드의 전망

 국내에서는 현재 에너지 자립섬을 스마트그리드 관련 산업의 필두로 내세우고 있다. 에너지 자립섬이란 신재생 에너지를 활용해 자체적으로 에너지를 생산하고 소비하는 섬을 일컫는다. ‘마이크로그리드’라는 방식을 활용해 에너지를 공급하고 있다. 마이크로그리드란 각 지역에서 소규모로 생산된 전기를 소비하거나 실시간으로 전기량을 파악해 공급하는 시스템을 뜻한다.

 현재 국내에서는 전남 진도군에 위치한 가사도에서 태양광과 풍력을 활용해 에너지를 직접 생산 중이다. 이외에도 백령도, 거문도 등 에너지 자립섬의 개수는 점차 증가하고 있다.