스마트그리드(Smart gird)
출처: (재)한국스마트그리드사업단(https://www.smartgrid.or.kr)
1. 스마트그리드의 개념
스마트그리드(Smart Grid)는 단어의 뜻 그대로 똑똑한(Smart) 전력망(Grid)이라는 의미를 가지고 있으며, 전력공급자가 전기사용자에게 전기를 공급하는 전력망에 IT기술을 융합해 전기사용량과 공급량, 나아가 전력선의 상태까지 시스템을 통해 체크할 수 있는 고도화 시스템이다.
2. 기존 전력 시스템 vs 스마트그리드
기존 전력망 시스템 |
스마트그리드 |
아날로그/전기기계적 |
디지털/지능형 |
중앙집중체계 |
분산체계 |
방사상 구조 |
네트워크 구조 |
수동복구 |
자동복구 |
고정요금 |
실시간요금 |
단방향 정보흐름 |
양방향 정보교류 |
소비자 선택권 없음 |
다양한 소비자 선택권 |
출처: (재)한국스마트그리드사업단(https://www.smartgrid.or.kr)
3. 스마트그리드의 장단점
전력공급자는 동일 시기 평균 전력사용량 통계를 기반으로 전기를 생산하여 사전에 준비해놓고 있지만, 전력사용량은 날씨나 기타 조건 등에 따라 큰 폭으로 변할 수 있는 변수가 많다. 이 때문에 현재 전력공급자는 기존 사용량대비 전력최대소비량을 계산하고, 변수에 대비하기 위해 전력최대소비량보다 약 15% 정도의 전기를 추가적으로 발전한다. 하지만 발전된 전기가 실제로 사용되지 않으면 버려지는 전기가 많아지는데, 이로인해 에너지효율이 감소할뿐만 아니라 발전을 위한 연료 비용 및 추가 발전시설 구축 필요로 금전적인 문제와 더불어 환경문제 또한 발생할 가능성이 높다.
하지만 스마트그리드를 도입할 경우 스마트전력공급망을 통해 전기사용자는 전기요금이 저렴한 시기에 맞추어 전기를 사용할 수 있고, 전력공급자는 전력 사용 현황을 실시간으로 체크할 수 있기 때문에 사전 초과 발전량을 줄일 수 있어 전력공급량을 탄력적으로 조정할 수 있다. 신재생에너지의 증가추세가 이어짐에도 불구하고 석유, 석탄, 천연가스 등 에너지 자원의 대부분을 수입하여 사용하는 대한민국의 상황을 미루어볼 때, 연료 및 예산절감 효과가 탁월하다고 볼 수 있다.
특히 미래에 스마트그리드 맞춤형 가전제품이 출시될 경우 전기요금이 저렴한 시간대에 가전제품이 작동되도록 하는 시스템 도입도 가능할 전망이며, 더 나아가 가정에서 저렴한 시간대의 전력을 저장해두었다가 가격이 상승할 경우 전력공급자에게 되파는 시스템도 적용할 수 있다. 이렇듯 스마트그리드는 단기적으로는 국가와 국민 모두에게 비용 절감의 효과를 가지고 올 수 있으며, 결과적으로는 국가 송전망을 효율적으로 개선할뿐만 아니라 전력시스템 자체를 다변화시켜 다품질 전력 공급 체계를 갖출 수 있다. 더불어 매번 '발전' 의제와 함께 따라오는 환경오염 문제 개선도 포함된다.
그러나 스마트그리드를 완전히 정착시키려면 AMI*, ESS(에너지저장장치), 분산전원**, WAMAC***, 스마트배전시스템 등 고도화된 기술과 함께 각종 설비를 위해 갖춰야하는 장비들이 많다. 따라서 많은 양의 초기 자본이 투자되기 때문에 국내에서 기술과 부품 등을 조달할 수 없다면 효율성이 떨어질 확률이 크다.
[참고]
*AMI: 지능형 전력계량시스템으로, 양방향 통신을 통해 원격으로 계량기를 체크하는 기술. 최근 가정 내 태양광 등을 이용한 상계거래가 가능한 상황에서 발전량과 수전받는 전력량 확인이 가능하도록 구현한다. 한전은 2020년 말까지 2250만가구에 AMI 구축계획을 세웠으나, 코로나 등의 사태로 더딘 진행률을 보였다. 2020년 5월 기준 전국 주택 AMI 보급률은 40%(약 900만 가구)이다.
**분산전원: 화력, 원자력 발전 등과 같은 대규모 집중형 전원과는 다르게, 전력소비가 있는 지역 근처에 분산배치가 가능한 소규모 발전시설. 연료전지, 천연가스, 수소에너지 등 신에너지와 태양광, 태양열, 지열, 수력, 풍력, 조력 등의 재생에너지가 포함된다.
***WAMAC(광역감시제어시스템): 스마트그리드 기술의 핵심 시스템 중 하나로 발전소에 문제가 생길 경우 전력 부하로 인해 광역 정전사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 새롭게 등장한 전력 감시 및 제어 시스템으로, 가장 근본적인 기술탄생 배경은 전국의 모든 발전소가 멈추는 블랙아웃(Black Out) 발생 방지이다.