피크전력과 공공기관 전력사용량 감축, 신재생E 활용과 수급위기 대응 ‘한번에’
비상발전기 단점인 매연과 소음, 진동 문제 NET 신기술과 발상의 전환으로 해결
원전 28기 맞먹는 전국 11만대 자원 활용, 실시간 제어로 ‘에너지 지산지소’ 실현
(1) 중요해지는 피크전력 관리
(2) GEMS, 발상의 전환으로 ‘일석사조’ 효과
(3) DSS와 GEMS
(4) 피크감소율 ‘42.3%’ 달성의 비결
스마트파워에서 개최됐던 GEMS 기술시연회에서 박기주 의장(뒷줄 왼쪽 첫번째)이 GEMS 기술에 대해 소개하고 있다. [사진=윤정일 기자]
스마트파워의 GEMS는 피크전력 감축, 공공기관 전력 사용량 절감, 신재생에너지 활용률 극대화, 전력수급 위기대응체계 상시화 등을 위해 개발됐다.
이를 위해 실시간 정밀 모니터링과 지능형 제어 알고리즘을 적용, 기존의 수동적 비상발전기를 경제적 가치를 창출하는 능동형 에너지 자산으로 변모시켰다.
15분 단위로 평균 수요전력을 실시간 모니터링하면서 ▲전력수요가 사전에 설정한 목표 피크치에 도달하는지를 예측 및 감지하고, 이후 ▲발전기 자동 기동 ▲한전 수전전력 대체 ▲최대수요전력 억제 등의 과정을 거쳐 목표 피크 이하로 사용량을 유도해 기본요금을 절감하는 효과를 제공한다.
▲소음, 진동 비상발전기를 피크관리 첨병으로
GEMS는 기본적으로 각 건물에 설치된 비상발전기를 활용한다. 비상발전기는 화재, 재난 등 상황에서 소방시설 가동을 위한 비상전원과 건물의 정전 시 피난승강기, 기계실 내 필수설비 등 피난시설을 가동하기 위한 예비전원으로 이용된다. 현재는 소방시설법 및 국가건설기준 등에서 비상발전기를 경유 또는 가스발전기 등 내연기관으로만 설치하도록 규정하고 있다.
비상발전기를 비상 상황이 아닌 피크컷 용도로 활용할 경우 가장 문제가 되는 게 바로 가동 시 발생하는 매연과 소음, 진동의 처리 문제다.
스마트파워는 이 부분을 전자동 바이패스 시스템과 능동 온도제어 시스템, 복합 필터기술이 융합된 NEP 기술로 해결해 실제 GEMS를 적용한 현장에서 매연이 96% 이상 감소되는 효과를 거뒀다.
또 소음과 진동 문제는 발전기실 위치와 방음설비 등을 통해 일상적인 대화 소리보다 조금 큰 72데시벨(dB) 이하로 줄였다.
박기주 스마트파워 의장은 “기존의 비상발전기를 활용하는 만큼 투자비를 최소화할 수 있고, 별도 전담운영 또한 필요하지 않아 운영비도 들지 않는다”고 설명했다.
GEMS는 자동시스템이라 기존의 전기담당자가 관리할 수 있어 별도 전담 인력이 불필요하며, 사후 O&M 서비스를 요청할 경우 에너지 전문가가 정기적으로 현장에 방문해 점검서비스도 제공된다.
이 기술은 고령군청 등에 적용돼 연간 8000만원의 에너지절감액을 실현, 기술의 신뢰성과 효과를 입증했으며, 강원대 강릉캠퍼스, 금강홍수통제소, 롯데제과 등 국내 현장은 물론 일본의 산토리음료 등에도 공급돼 안정적인 성능을 확인했다.
이규성 강원대 팀장은 “우리 학교에는 교내에 전기실이 22개동이 있는데, 실험·실습기자재가 많은 생명과학2호관 같은 건물의 경우 정전이 발생하면 안 되는 상황임에도 비상발전기가 없어 교수들이 UPS 설치를 건의했었다”면서 “하지만 UPS는 단점이 많아 노후 수배전반을 교체한 뒤 디젤발전기(3.3kV 고압, 450kW)와 GEMS를 도입해 건물 전체에 전기를 공급했다”고 말했다.
이 팀장은 “이렇게 GEMS를 활용한 결과 소음은 학생 수업에 지장이 없을 정도로 적었고, 매연 또한 NEP 기술을 통해 해결해 연기가 육안으로 보이지 않을 정도였다”고 설명했다.
특히 GEMS는 관련 법에 따라 옥상, 주차장 등에 태양광을 설치했음에도, 주말과 공휴일 등에는 활용하지 못하는 문제를 안고 있는 공공기관에 도입될 경우 계절성 피크부하나 용인반도체 클러스터 등 대규모 수용가 등에 전력을 공급하는 전원용으로도 활용이 가능하다.
박재성 스마트파워 GEMS 발전실 이사(맨 뒷줄 오른쪽 두번째)가 GEMS의 핵심 기술 중 하나인 비상발전기에 적용된 NEP 기술내용에 대해 설명하고 있다.[사진=윤정일 기자]
박 의장은 “지난 2010년 의무화 조치 이후 전국 공공기관에 약 1.5GW 규모의 태양광 설비가 보급됐는데, 주말과 공휴일 등 연간 약 200일 이상은 가동을 해도 생산된 전력을 비효율적으로 사용하거나 버리는 상황”이라며 “때문에 기존 태양광 설비에 ESS를 설치하고 이를 GEMS와 연계할 경우 낭비되는 전력을 피크대응 전력으로 전환할 수 있고 국가 전력수급안정에 기여할 수 있다”고 설명했다.
스마트파워에 따르면 지난 2010년부터 2025년까지 공공기관 건물에 설치된 누적 태양광발전소 용량은 1.5GW에 달하는데, 이곳에 ESS를 추가 설치해 피크부하를 순간 이동시키면 4.5GW의 전력을 1시간 동안 공급할 수 있다.
1.5GW 용량의 태양광으로 하루 종일 생산한 총 전력량(kWh)이 충분하다면, 이를 1시간이라는 짧은 시간 동안 높은 출력(4.5GW)으로 집중시켜 방전하는 것이 기술적으로 가능하기 때문이다.
박 의장은 “도심에서 잠자고 있는 전국의 비상발전기만 약 11만대, 약 28GW 규모에 달하는데 이는 현재 국내에서 운전 중인 원전 28기와 맞먹는 규모”라면서 “수용성과 경제성 문제로 에너지의 지산지소가 필요한 상황에서 이런 자원을 활용하는 것은 공공과 안전, 경제성을 모두 생각하는 방법”이라고 말했다.
스마트파워는 GEMS의 보급 활성화를 위해 ‘건강한 지구를 만들기 위한 사회적 커뮤니티’인 에코리본유니온(의장 두진문)의 핵심브랜드인 솔리디어와 최근 협약을 맺고, 공공뿐만 아니라 민간 시설에 대해서도 보급을 적극 유도해 나가고 있다.
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