에너지부족 스마트그리드가 대안
최근 제4차 산업혁명(Industry 4.0)에 관한 기사나 뉴스를 많이 접할 수 있다. 사물인터넷, 빅데이터, 클리우드 컴퓨팅 등의 정보통신기술(ICT, information and communications technology)을 기반으로 사람과 사물의 실시간 통신과 제어를 가능하도록 하고, 다양한 조직 사이의 연결과 이를 통한 협업을 극대화하는 사이버 물리 시스템(Cyber-Physical system)이 제 4차 산업혁명의 핵심이다. 사이버 물리시스템은 많은 산업분야에 영향을 미칠 것이며 인류의 삶에 혁신적인 변화를 가져올 것이다.
사이버 물리 시스템의 대표적인 활용 사례가 바로 스마트 그리드(smart grid)이다. 그리드란- 송전선, 변전소, 변압기 등을 포함하는-발전소로부터 가정이나 회사로 전기를 수송하는 전력망을 지칭하며, 기존 전력망에 스마트 미터기(smart meter), 에너지 관리시스템(EMS, energy management system), 에너지 저장시스템(ESS, energy storage system), 지능형 재생가능 에너지(smart renewable energy) 등의 ICT 기술을 접목한 차세대 전력망이 스마트 그리드이다. 스마트 폰이 우리 생활에 많은 변화를 가져온 것처럼 ICT 기술로 무장한 스마트 그리드 또한 현재의 전력시장에 큰 변화를 가져올 것이다.
스마트 그리드는 기존 전력망에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 예를 들어, 스마트 그리드를 통해 전력 생산량과 공급량의 균형을 유지함으로써 낭비되는 에너지를 줄일 수 있고, 공급자와 소비자 간 양방향 정보통신을 바탕으로 전력 수요의 변화에 효과적으로 대응하여 전력피크로 인한 전력망 과부하 문제를 예방할 수 있다. 또한 중앙 제어부에서의 전력 공급망 관리가 쉬워지기 때문에 전력 흐름의 최적화를 통한 에너지의 효율적 사용이 가능하다.
현대 사회에서는 정전 발생 시 은행, 통신, 교통, 보안 시스템 등의 마비로 인한 국가적 혼란과 경제적 손실이 일어날 수 있다. 스마트 그리드는 유사시 전력망의 회복력을 증가시키고, 태풍이나 지진, 홍수 등의 비상사태에 더 잘 대비할 수 있는 전력 시스템이다. 스마트 그리드의 공급자와 소비자 간 양방향 소통은 전력망의 오작동이나 정전 상황에서 자동적인 전력의 재분배를 통해 정전 발생 빈도를 감소시킨다. 정전이 발생한 경우, 스마트 그리드는 이를 발견함과 동시에 정전을 고립시킴으로써 정전의 확산을 방지한다. 스마트 그리드는 전력 공급량이 부족할 때 재생가능에너지 등을 통해 소비자가 생산한 전력을 이용함으로써 비상시 경찰서, 신호등, 전화시스템 등이 정상적으로 운용될 수 있도록 한다. 스마트 그리드는 효율성과 안정성이 향상된 에너지 시스템을 제공함으로써 진일보한 전력망의 운영을 넘어 국가의 안보에 기여할 수 있을 것이다.
기존 전력망과 스마트 그리드의 특징
스마트 그리드 개념도 (출처: Florida Power & Light Company)
