전력硏, 독립형 마이크로그리드 기술 검증 완료
갈라파고스 산크리스토발섬 실증...기술사업화 지원
최적 에너지조합으로 비용 최소화...ESS 수명 연장도
[에너지신문] 한전 전력연구원이 에콰도르 갈라파고스 제도의 산크리스토발 섬에 구축한 '독립형 마이크로그리드용 운영시스템'이 성능 검증을 완료했다.
섬들로 이뤄진 도서지역의 경우 주기적인 연료 수송의 필요성과 디젤발전기의 매연, 기름 유출 가능성 등의 문제가 있어 육지보다 신재생에너지가 더 필요한 상황이다. 그러나 신재생에너지의 출력 변동성으로 인해 안정적인 전력운영에 어려움이 겪고 있다.
이를 해소하기 위해 전력연구원은 독립형 마이크로그리드용 운영시스템을 확보했다. 독립형 마이크로그리드는 풍력, 태양광과 같은 신재생에너지를 비롯해 에너지저장장치(ESS), 디젤발전기로 구성된 소규모 전력공급시스템이다.
▲ 산크리스토발 섬의 독립형 마이크로그리드 설비.
전력연구원에 따르면 섬의 기후환경 분석을 통해 현지에 적합한 최적의 에너지 조합을 도출, 독립형 마이크로그리드의 구축비용을 최소화했다. 또한 단기 기상예측, 부하예측, 부하제어 기술을 개발해 디젤발전기의 연료비를 절감하고 값비싼 ESS의 수명을 연장시켰다.
이와 함께 그리드포밍(Grid Forming) 인버터가 기존 디젤발전기의 출력에 응답하는 특성을 보완, 고립된 소규모 전력계통의 안정적인 운영을 가능하게 했다. 섬의 기상과 부하 특성에 따라 운영시스템의 운전모드를 원활하게 변경, 사용할 수 있는 기능도 포함됐다.
전력연구원은 개발한 기술을 전남 진도군 가사도와 거차도 에너지자립섬에 실증, 안정적 운영을 검증을 완료했다. 이후 2021년 12월 해외 에콰도르의 R&D 프로젝트를 수주, 갈라파고스 제도의 산크리스토발 섬에서 실증했다.
산크리스토발 섬은 디젤발전기 7.3MW와 풍력발전기 2.4MW를 이용, 전력공급을 하고 있으나 풍력발전기의 출력변동으로 인한 계통 불안정으로 활용도가 낮았다. 이에 전력연구원은 국내에서 성능검증을 완료한 독립형 마이크로그리드용 운영시스템을 산크리스토발 섬에 구축했다.
EMS에는 신재생에너지와 배터리의 출력변동성을 제어하는 알고리즘과 디젤발전기의 효율을 극대화해 운전하는 알고리즘이 탑재돼 있다는 게 전력연구원의 설명이다. 이를 통해 활용하지 못하던 풍력발전기의 정상운전이 가능해짐으로써 섬내 신재생에너지 도입률을 향상시킬 수 있었다는 것.
또한 1년 6개월간 운영 결과를 분석하고 현지 운영원의 요구사항을 반영, 지난 6월 운영 알고리즘을 원격으로 업데이트 했다. 이를 통해 운영원의 만족도를 높이고 계통을 보다 안정적으로 운영할 수 있었다.
전력연구원의 독립형 마이크로그리드 기술은 신재생에너지의 수용성을 높여 갈라파고스 제도의 독특한 생태환경을 지켜나가는데 일조할 전망이다. 또한 에콰도르 정부의 신재생에너지 보급 확대 계획에 발맞춰 마이크로그리드 사업화 진출에 대한 유리한 고지를 확보했다.
특히 전력연구원은 해당 기술을 바탕으로 마이크로그리드 사업화 전문 연구소 기업인 (주)파워임베디드에 현물출자 함으로써 상용화의 발판을 마련했다는 평가다.
전력연구원 관계자는 “독립형 마이크로그리드 기술이 도서지역의 신재생에너지 확대에 기여하는 효과를 국내외 장기간의 실증을 통해 검증완료 했다”며 “향후 기술의 사업화로 국내외 여러 섬에 대해 친환경 에너지 자립섬이 확대될 수 있도록 공헌할 것”이라고 밝혔다.
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