美, 스마트 그리드(전력IT) 프로젝트 잇따른 성공

- 고유가, 환경문제로 에너지 절약에 대한 관심 높아져 주목 -

□ 스마트 그리드란?

 ○ 전력 송수신 네트워크, 쌍방향 통신, 센서 및 컴퓨터 등을 활용해 전력 사용 효율성을 개선시킬 수 있는 시스템. 우리나라에서는 전력IT라는 용어로 많이 쓰이고 있음.

 ○ 인텔리 그리드 또는 퓨처 그리드라는 이름으로 불리기도 하며, 미 연방 정부 및 정부들이 앞다퉈 진흥책을 발표하면서 각 전력 회사들도 다수의 실험을 진행 중

□ 실용화를 위한 노력

 ○ 미 에너지국 태평양 북서 연구소

  - 2007년 미국 최초로 개별 가구에서 설정된 에너지 가격에 따른 실제 에너지 사용 성향을 가정 내의 IT 기기를 통해 직접 실시간으로 볼 수 있는 실험에 성공

  - 워싱턴 주의 올림픽 반도 내 112가구에 소비자들이 원하는 온도와 수량, 가격대를 맞춰 사용할 수 있는 특별 소프트웨어가 설치된 자동온도조절장치, 양방향 계량기, 온수기와 건조기 등을 지급. 각 기기는 자동적으로 5분 간격으로 갱신되는 에너지 가격에 따라 운영돼 전기가 가장 비싼 시간대에는 미리 지정된 온도 대역를 기준으로 소프트웨어가 각 전기 기기를 조절

  - 수요공급에 반응하는 이 체제를 시범 운영하니 피크타임 전력 사용량이 50% 감소했으며, 사용자가 실시간 가격을 확인하며 온도를 조절한 부분에서 15%가 감소

 ○ 그리드 친화 기기 프로젝트

  - 미 에너지국 태평양 북서 연구소의 2번째 프로젝트

  - 일상 생활에서 쓰이는 가전 기기들을 서로 연결해 전력을 통제하는 시스템을 추구

  - 워싱턴과 오리건 주의 150가구에 50개의 신규 월풀 세탁기와 50개 기존 온수기에 전력 통제장치 기기를 설치해 주파수가 일정치에 이르면 전원이 자동적으로 조절되도록 함.

  - 일반 전자제품이 5% 내외의 예비 전력을 지속적으로 소모하는데 반해 세탁기 등의 가전제품은 20%를 축적하기 때문에 이 실험을 통해 스마트 그리드가 불필요한 예비 전력 소모를 막는다는 사실을 증명

 ○ 페코

  - 펜실베니아 주 입법부는 일반 가정이나 업체에서 에너지 절약 전등이나 냉방기 등을 교체해 에너지를 절약할 경우 세금 혜택을 주는 방안 논의 중. 이 법안이 통과될 경우 페코와 같은 전력업체들은 스마트 미터기와 시간당 과금제 등을 제공해야 함.

  - 전반적인 에너지 보급 시스템 운영을 개선하기 위해 데이터를 수집. 원격 검침 시스템을 운영해 각 변전소에서 생산한 전기가 언제 어디에서 사용되고 있는지를 각 전력 단위당으로 파악해 스마트 그리드의 필수요소로 불리는 원격검침 컨버전스 및 배전 자동화의 가능성을 검증

쌍방향 통신 기술을 실현한 모듈러와 패드가 장착된 변전기

자료원 : Public Utilities Fortnightly

 ○ 레이크 카운티

  - 페코가 인구 밀집 지역에서 계량측정 데이터를 원격 조정하는 실험에 성공했다면, 비슷한 효과가 인구 밀집도가 낮은 지역에도 적용 가능할 것으로 구상

  - 미네소타 주 북부에 5년에 걸쳐 6만3000개의 신규 주거용 및 영업용 계량기를 포함한 쌍방향 미터 시스템을 설치. 마일당 6명의 고객을 위해 8000마일의 전력선을 운영하는데, 원격 검침을 설치해 실시간으로 전력 사용량을 확인해 29기의 변전소의 성능을 최적화

 ○ 엑셀사 볼더시 프로젝트

  - 2008년 3월 콜로라도 주 볼더 시에서 자동 스마트 그리드의 환경적, 재정적, 운영적 이익에 대해 일반 소비자를 대상으로 실험을 실시

  - 스마트 그리드 개발을 위해서는 자동 조절 및 다양한 에너지 소스들을 최소한의 인력으로 컨트롤 할 수 있는 자가조절 시스템이 필요하나, 이를 스마트 그리드로 실용화하는 것이 가능하다는 것을 입증

  - 2008년 8월 말까지 1만5000스마트 계량기와 데이터 수집 기기를 2기의 변전소와 5개 공급기에 설치. 검침 기술 외에도 자동 온도 조절 장치, 플러그를 꽂으면 네트워크와 통신하는 기기들도 함께 설치 완료됨. 2009년 초까지 1만 개 검침기를 추가 설치하고, 데이터 수집 기기를 3개 변전소와 17 공급기에 설치할 예정

  - 2009년 6월경에는 지능형 자동 변전 및 배전 시스템을 연결해 개별 소비자들이 통합 시스템에 접속할 수 있도록 할 예정. 9월에는 소비자들이 자신의 소비량을 인터넷으로 확인할 수 있는 웹사이트가 구축되며, 이는 자동 조절 및 관리 장치가 가동될 수 있음.

  - 현재 정전이 될 만큼 변전소 변압기에 과부하가 걸릴 경우 15%의 전력 손실이 발생. 완전 통합형 그리드가 작동하면 배전량을 조절해 그 손실을 전 시스템에 걸쳐 6~10% 이하로 줄일 수 있을 것으로 기대

  - 스위치 원격 조정 및 사전 양해를 얻은 소비자의 전원을 조절하는 문제 등 일부 기술은 현재 사용 가능하나, 현재는 이러한 과정을 자동화하기 위해서는 사전 프로그램된 자동온도조절장치로 중앙 난방을 잠시 멈추어야 하는 등의 제약이 있음. 궁극적으로 전력량 조절 과정을 자동으로 통합 운영할 수 있는 전력 네트워크를 개설하는 것이 목표

□ 전망 및 시사점

 ○ 미국에서는 2007년 제정된 법에 의해 2012년까지 1억 달러의 정부 지원이 예정되는 등 스마트 그리드에 대한 관심은 증폭되고 있으나, 실질적인 전력 관련 규제나 기술적인 문제들에 대해서는 합의된 결론이 아직 없음.

 ○ 파일럿 프로그램 성공으로 기술적 검증이 진행 중. 지금까지 논의만 되던 스마트 그리드가 이론과 같이 실질적으로 작동하는 지에 대한 구체적인 활동들이 이어지고 있는 만큼 실험 컨소시엄에 참여하는 데이터 관리·프로젝트 매니지먼트·변전 및 송전 기술·가격 및 사용량 예측 솔루션·분석 소프트웨어 등 다양한 분야에서 사업성이 있을 것으로 관측됨.

 ○ 고유가 시대, 환경오염 방지로 신재생에너지로 대표되는 새로운 청정 에너지원 확보와 함께 에너지 절약에 대한 관심도 나날이 높아지고 있음. 따라서, IT 강국으로서의 강점을 잘 살릴 수 있는 스마트 그리드에 대한 관련업계의 적극적인 관심과 노력이 필요한 시점으로 판단됨.

자료원 : Public Utilites Fortnightly, Pacific Northwest National Labortory 및 Peco 등 관련 홈페이지