KT, 베트남에 스마트에너지 빛 밝힌다! 

KT가 베트남 꽝빈성에 태양광 시설을 구축한다. KT는 베트남 꽝빈성(Quang Binh) 4개 지역 총 44개 마을을 대상으로 한 ‘태양광 발전설비 시스템 구축’에 착수했다고 밝혔다.
베트남 꽝빈성은 라오스 접경 해발 1,000m 이상의 산악 지역으로, 한 곳에서 전력을 생산해 다른 곳으로 옮기는 송·배전망을 설치하여 전기를 공급하기에 어려움이 있어 원활한 전기 공급이 이뤄지지 못했다. 이에 KT는 2017년 완공을 목표로 베트남 꽝빈성에 태양광 시설을 구축할 예정이다. 태양광 발전설비 시스템이 완공될 경우, 약 1,300여 가구 및 공공기관이 태양광 발전을 통해 안정적이고 친환경적인 전기를 공급받을 수 있게 된다.
응웬 흐우 호아이(Nguyen Huu Hoai) 베트남 꽝빈성 인민위원회 위원장은 “베트남은 국토의 70%가 산으로 이뤄졌으며 전체 인구의 13%인 소수 민족들이 산악지형에 살아 안정적인 전력을 공급받지 못해 어려움이 많았다”며 “베트남의 지형, 조도 시간, 태양방사열 등이 태양광 발전 조건에 적합한 만큼 이번 사업을 통해 앞으로 KT와 지속적으로 협력을 강화, 확대해 나가도록 하겠다”고 밝혔다.
KT 글로벌사업추진실장 임태성 상무는 “KT가 베트남 태양광 발전설비 시스템을 구축하여 거주 주민들에게 친환경, 고품질의 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 기회를 얻게 되어 기쁘다”며 “문명의 혜택을 받기 어려웠던 베트남 꽝빈성 주민들의 삶의 질 향상에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
한편, KT는 지난 5월, 우즈베키스탄에 대규모 원격전기검침 프로젝트 수주에 이어 베트남 태양광 발전설비 시스템 구축 프로젝트에 본격적으로 착수함으로써 글로벌 스마트에너지 분야 성과를 넓혀가고 있다. 

스마트 분산전원 기술

기존 분산전원에 적용되는 계통연계 인버터는 입력 DC 전력을 AC 계통에 전달해주는 전력변환 장치로서, 일반적으로 효율적인 전력 전달을 위한 최대 출력점 제어기능, AC계통 연계를 위한 그리드 동기화 기능, 계통 고장 시 역전력 공급 방지를 위한 독립운전 방지 기능 등을 포함한다. 스마트 분산전원은 개별적으로 동작해왔던 기존의 분산전원과는 달리 목적에 따라서 상위의 관리 시스템과 유기적인 연동을 필요로 하므로 양방향 통신이 필수적이다.
신재생 에너지 분산전원의 계통 투입 비율이 높아짐에 따라서 스마트 분산전원의 스마트 인버터 기능이 전력계통 안정도와 신뢰도 그리고 운용 효율을 상당 부분 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.

자료. 한국전기연구원 차세대전력망연구본부 책임연구원 조창희

Ⅰ. 신재생 분산전원 현황

2015년 5월, 하와이 의회는 2045년까지 하와이 군도 전력의 100%를 신재생 에너지에 의해서 공급하도록 규정하는 법안을 통과했다. 이 법안에 따르면 하와이는 전력분야에서 카본프리 목표 날짜를 설정한 미국의 첫 번째 주가 된다. 이는 풍력 발전과 태양광 발전에 대한 주정부와 전력회사의 꾸준한 인센티브에 의한 신재생 에너지 설치가 급증했기 때문으로, 신규 법안은 이러한 붐을 더욱 확대하여 현재의 신재생 에너지 비율 21%에서 2020년에 30%, 2030년에 70%, 마지막으로 2045년에 100%를 달성하는 것을 목표로 한다.
2011년 지진해일에 의해서 큰 피해를 입은 일본의 후쿠시마 현도 화석연료에 의한 발전을 배제하고 신재생 전원에 의해서만 전력을 공급받는 데드라인을 2040년으로 설정했다. 일본은 동경전력의 후쿠시마 핵발전소 사고로부터 회복하기 위해 반드시 달성해야할 수단으로 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 신재생 에너지를 주목하고 있다.
유럽의 경우 풍부한 수자원을 기반으로 하는 수력 발전을 통해서 수요량 대비 신재생 에너지 비율이 100%를 넘긴 노르웨이를 선두로, 세계 수위권인 풍력 발전(약 40%)을 포함 전체 소비 전력의 60% 이상을 신재생 에너지로 공급받는 덴마크, 그리고 수력을 제외한 신재생 에너지 비율이 작년 기준 각각 30%와 27%인 포르투갈과 스페인 등이 온실가스 감축과 청정에너지 혁신을 위한 신재생 에너지 보급에 앞장서고 있다.

그러나 신재생 에너지는 원천적으로 기후조건에 따라서 출력을 생산하는 특성을 가지고 있어 소비 전력량에 비해 신재생 에너지 투입 비율이 큰 경우에는 필연적으로 전압 변동이나 주파수 변동 등의 전력 품질 문제가 생길 수 있다. 특히, 우리나라와 같이 대규모 전력계통과 연결되지 못한 고립형 전력계통이나 다른 나라와 송전선 연결이 제한적인 경우에는 그 문제가 더 심각할 수 있다. 그러므로 간헐적인 신재생 에너지 전원을 전력계통에 투입하기 위한 전력계통의 높은 수준의 신뢰도를 유지하기 위한 기술적인 해결방안을 필요로 한다.
이러한 문제의 해결 방법의 하나로서, 스페인의 전력계통 운영자(REE, Red Electrica de Espana)는 2006년 세계 최초로 풍력 단지의 중앙급전 제어 시스템을 개발하여 전국의 풍력발전 단지 원격제어를 수행하고 있다. 이 시스템이 개발되기 이전에 REE는 전력계통에 최대로 투입될 수 있는 풍력발전의 비율을 12% 이하로 고집했으나, 현재는 풍력발전이 순시 출력이 전력 수요의 60%를 넘는 경우도 발생한다.

이러한 신재생 에너지원의 특징은 계통 운영자에게 큰 부담이 되고 있으며 그 결과로 신재생 에너지 전원이 전력계통에 연계될 때 필수적으로 지켜야할 규정(그리드코드, 계통연계 기술기준)을 강화하는 방향으로 법규가 만들어지고 있다.
독일의 에너지와 수자원 협회(BEDW, Germany’s Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft)와 VDE-AR-N 4105 표준은 풍력 발전 또는 태양광 발전 시스템을 대상으로 원격에 의한 설정된 전력 제한(Power Curtailment) 준수와 역률 제어, FRT(Fault Ride-Through), 그리고 Dynamic Grid Support 기능을 규정하고 있다.
미국의 경우 기존의 분산형 전원 계통연계 기준인 IEEE 1547-2003에서는 분산 전원이 계통 연계점(PCC, Point of Common Coupling)에서의 전압 조정을 금지했지만 개정된 IEEE 1547a-2014에서는 지역 EPS 사업자나 수요 반응(DR) 관리자의 필요에 따라서 능동적인 전압 조정이 가능하도록 규정이 변경되었으며 전압 및 주파수 고장 상황에 대한 FRT 규정이 추가되었다.
미국 캘리포니아는 주의 전력계통 연계 규정인 Rule 21의 업그레이드를 진행 중인데, 여기에는 대부분의 분산전원이 계통연계 인버터에 의해서 전력을 생산하는 것에 착안하여 강화되고 있는 그리드코드를 만족시키기 위한 스마트 인버터 기능을 포함하는 스마트 분산전원의 개념을 도입했고, 필요로 하는 분산전원 필수 기능을 단계별로 개발하는 접근법을 제시했다.

II. 스마트 분산전원 기술

기존 분산전원에 적용되는 계통연계 인버터는 입력 DC 전력을 AC 계통에 전달해주는 전력변환 장치로서, 일반적으로 효율적인 전력 전달을 위한 최대 출력점 제어기능, AC계통 연계를 위한 그리드 동기화 기능, 계통 고장 시 역전력 공급 방지를 위한 독립운전 방지 기능 등을 포함한다.
스마트 분산전원 구현을 위한 스마트 인버터 기능은 기본적으로 분산전원의 무효전력과 주파수/전압을 제어하는 기능으로서, 양방향 통신을 기반으로 필요에 따라 원격에서 인버터의 운전, 동작 모드, 운전 파라미터 등을 제어하여 전력 계통의 운영에 기여할 수 있는 발전된 분산전원 기능을 의미한다.
스마트 분산전원의 기능은 기능 구현의 난이도에 따라서 3가지로 구분될 수 있다. 기본 기능은 통신에 의한 분산전원의 상태정보 모니터링이나 계통 연계/차단 제어 그리고 이벤트 로그 및 리포트 기능이 포함된다.
중급 기능은 운전 모드나 장치 설정 등의 원격 파라미터 설정, 전압-무효전력 제어, 전압-유효전력 제어 등 미리 설정된 특성 곡선에 따른 자율적인 제어, 그리고 전압 및 주파수의 고장 복구를 위한 FRT 기능 등이 포함된다. 마지막으로 고급 기능은 동적 무료전력 보상이나 가격 또는 온도에 따른 제어 기능, 스케줄 기반 제어 등으로 구성된다.
이러한 스마트 분산전원의 진보된 기능들은 기존의 기후조건에 따라서 전력을 생산하는 단순한 분산전원에서 설치된 지역의 상황에 따라 분산전원 자신의 자율적인 판단과 관리자의 목적에 따라 가변적 기능을 수행하는 스마트 분산전원으로 발전했으며 그 결과 계통의 신뢰도 및 안정도 향상과 운영 효율을 높이는 수단이 될 수 있다.

스마트 분산전원은 개별적으로 동작해왔던 기존의 분산전원과는 달리 목적에 따라서 상위의 관리 시스템과 유기적인 연동을 필요로 하므로 양방향 통신이 필수적이다.
디지털 변전소 내부의 정보 교환 및 통신을 위한 국제 표준인 IEC 61850은 최근 일부 개정된 2판(Ed.2)에서 제목을 ‘Communication Networks and Systems for Power Utility Automation’으로 변경하여 전력산업 전반을 위한 표준임을 명시했고, 상위 시스템과의 연계, 수력 발전, 풍력 발전, 분산전원 등 그 적용 영역이 점점 확대되고 있다.
2013년 2월에 발간된 기술 보고서(IEC 61850-90-7)를 통해서 전력 변환장치 기반 분산전원을 관리하기 위해서 분산전원의 스마트 인버터의 기능을 정의하고, 이를 구현하기 위한 정보 표현 방법을 오브젝트 모델로 제시했다.
이 보고서는 분산전원의 자율 제어와 브로드캐스트/멀티캐스트에 의해서 상위 제어기와 느슨하게 결합된 다중 계층 구조 제어에 대해서 제안하고 있으며, 스마트 분산전원의 인버터 기능에 대한 기초자료를 제공한다.
미국 캘리포니아에서는 캘리포니아 공공시설 위원회(CPUC, California Public Utilities Commission)가 주도적으로 스마트 인버터(분산전원) 관련 기술을 검토 중이며, 스마트 인버터 워크숍(Jun 2013)을 개최하여 전력회사(SCE, SDGE, PG&E)와 기관(NREL, EPRI, TUV Rheinland, SunSpec Alliance) 및 관련 회사(SMA, Fronius)들의 관심을 모았다.
현재 CPUC 관리 아래의 스마트 인버터 워크 그룹(SIWG)에 의해서 단계별로 기술적 권장사항과 시험 계획 및 절차가 준비되고 있다.
1단계로 스마트 인버터의 자율 기능에 대한 규정이 2014년 12월에 완료되었고, 2단계인 스마트 인버터의 통신 인터페이스에 대한 기술적 권고 사항에 대한 논의가 진행 중이다. 3단계의 스마트 인버터 상호 작동 기능에 대한 내용은 유동적이며 그 필요성과 요구사항에 대하여 조사하고 있다.
국제 스마트그리드 협의체(ISGAN)의 워크 프로그램 중 하나인 스마트그리드 국제 연구기관 네트워크(SIRFN, Smart Grid Research Facility Network)에서는 국제 공동 연구를 통해서 스마트그리드 관련 기기들의 시험과 평가에 대한 역량을 강화하고 있다.
현재의 Sandia National Lab, DERLab, EPRI, NREL, UL, EPRI, IEC, IEEE 그리고 NIST 등이 분산자원의 통합을 위한 태양광 발전 인버터의 시험에 대한 연구를 수행하고 있으며 새로운 표준에 적합한 하드웨어/소프트웨어 시험 절차를 정의할 예정이다.
특히 스마트 인버터의 시험과 관련하여 Sandia National Lab과 SunSpec Alliance를 중심으로 스마트 인버터의 상호 운용성 검증 플랫폼을 개발 중이다. 또한 스마트 인버터 시험을 위한 기본 플랫폼을 완성하여 기본 기능인 원격 투입/차단 기능, 전압-무효전력 제어 기능 등 초기 단계의 시험을 진행 중이며, 확장된 기능에 대한 시험 절차와 기준을 가까운 시일 내에 완료할 예정이다.
미국 표준 기술 연구소(NIST)의 최근 확정된 스마트그리드 프레임워크 및 로드맵 3.0에서 스마트 그리드의 상호 운용성을 지원하는 새로운 표준들을 추가했다. 이 목록은 2.0 프레임워크에 없는 7개의 표준을 더하여 74개 표준과 프로토콜을 포함한다.
시험 및 인증이 산업계가 스마트그리드를 위한 중요한 기본 사항임에 인식을 같이하고, 합의에 도달함에 따라서 3.0 프레임워크에서는 이 항목에 대한 더 깊은 논의를 포함하고 있다.

Ⅲ. 결론

신재생 에너지 분산전원의 계통 투입 비율이 높아짐에 따라서 스마트 분산전원의 스마트 인버터 기능이 전력계통 안정도와 신뢰도 그리고 운용 효율을 상당 부분 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.
미래의 신재생 에너지 분산전원의 보급 확대를 위해서는 스마트 인버터 기능과 정보 통신 기술이 필수적이며, 차세대 전력망을 구성하는 신재생 분산전원들의 기반 기술이 될 것이다. 현재 국제적으로 스마트 인버터의 상호 운용성과 성능을 시험할 수 있는 시험 플랫폼이 각국의 연구 기관과 인버터 공급사에서 개발되고 있는 상황으로, 각 기관 사이의 국제 공동연구를 통해서 개발 내용과 시험 결과를 공유함으로써 국제적인 공감대를 형성하고 있다.
국내의 경우 기존 분산전원의 기능 구현과 성능 향상에 대한 내용을 위주로 연구가 진행되고 있으며 차세대 스마트 분산전원에 대한 연구는 검토 단계에 있다.
국제 연구 추세에 우리나라도 적극적으로 동참하여 신재생 분산전원 관련 산업을 국제적으로 선도할 수 있기를 기대한다.

파나마, 대체에너지 개발 전략 추진

2014년 파나마 에너지 생산량은 82억 9,000만㎾이었으며 소비량은 7473㎾를 기록했다. 그 중 수력발전이 49억 2,700만㎾로 가장 큰 비중을 차지하며, 화력발전이 32억 1,500만 ㎾로 두 번째로 많은 양을 생산했다. 파나마 전력시장은 수력 및 화력에 대부분 의존하는 구조적으로 국제 원유 가격에 민감하며 특히 파나마의 긴 건기(4~11월)에 수요 증가에 대응하지 못할 위험을 안고 있다. 파나마 에너지 수요는 향후 10년간 매년 6%씩 성장할 것으로 전망되며, 이에 파나마 정부는 추가 500㎿의 전력 공급원이 필요할 것으로 예상됨에 따라 대체에너지 개발을 통한 전력 다변화 전략을 추진 중이다.

신재생에너지 중 주 동력으로 태양에너지 분야 선정

신재생에너지 중 파나마 정부 및 민간 분야의 주 개발분야는 태양광 패널 분야이다. 운하 확장 건설 등 에너지 수요가 많은 인프라 건설 프로젝트가 활발한 파나마는 신재생에너지 분야 시장 개척을 위해 태양광 에너지를 주 동력으로 선정했다. 그에 따라 파나마에서는 지난 2015년 3월 26일부터 27일 양일 간 주요 글로벌 주역을 초청해 대체에너지 개발과 신시장 개척을 위한 Green Power Conferences를 개최했다. 행사에 참석한 코스타리카 ENERTIVA기업 CEO인 Mr. Alejandro Brenes는 “중미 에너지 생산의 50%는 화석연료이나 원유가 생산되는 중미국가는 전무하며 이 사실은 지역 내 전기료를 상승시켜 중미 경쟁력에 부정적 영향을 끼치고 있다. 따라서 태양광 발전은 대체에너지 개발의 좋은 기회로, 파나마도 이 현실을 외면할 수 없을 것”이라고 언급했다. 중미국가 중에서 파나마는 코스타리카, 온두라스와 함께 태양광 발전에 대해 정부 차원에서 법 제정, 타당성 조사를 시행하는 등 적극적으로 추진 중인 국가 중 하나이다. Banco General, Do it Center 등의 매장 및 일반 가정에서도 태양광발전을 사용하고 있다. 태양광발전 기업 및 운영이 파나마 내 점진적으로 증가 추세이며 2025년에는 주 에너지원이 될 것으로 전망된다. 태양광 발전 설비 및 태양광 패널은 농업 프로그램 및 전력이 부족한 고립지역을 위한 특정 정부 프로젝트에만 사용돼 왔다. 그러나 정부는 에너지법을 개정하고 시장에 개방해 민간분야에서도 전력망 연계 시 문제없이 사용할 수 있도록 할 계획이다. 태양광 전지 모듈 또는 패널(HS Code 8541)의 수입량은 2014년 기준 607만 6,402달러로 전년대비 65.16% 증가한 수치이다.

태양광발전 수입시장 현황

파나마는 태양에너지 산업 국내 제조사가 없고 100% 수입에 의존하고 있다. 2014년 기준 중국이 57% 시장을 점유했고 미국 및 콜론자유무역지대 순이다. 콜론자유무역지대는 중남미 최대 자유무역지대로, 이 지역 수입은 파나마 시장과 마찬가지로 중국 및 U.S가 주 수출국이며 중국은 낮은 가격으로 가격경쟁력이 중요한 농업 프로젝트 및 고립지역 공급 프로젝트에서 우선권을 지니고 있다.
파나마 주요 일간지 라프렌사(La Prensa) 보도에 따르면, 태양광 패널 가격은 개당 약 500달러에서 250달러로 5년 전에 비해 50% 가격이 낮아졌다. 태양광패널 및 장비 주 판매자는 KYOCERA, PASS, STERILIGHT, PANASOLAR가 있다.
주요 수요 품목은 태양광패널, 태양전지, 태양광 시스템, 태양광 용수 펌프, 태양에너지를 이용한 가전제품(TV, 냉장고, 냉동고 등) 등이 있다. 파나마의 수입업체 Omicron Panama 사의 Mrs. Yanicelis Rosales는 “정부의 법 개정 이후 태양광 패널 및 장비 매출이 증가하며 민간분야에서도 기업이 에너지 가격을 낮추기 위해 대체 에너지를 모색하는 과정에서 관심을 보이는 경우가 많다”고 말한다. 주로 농업 급수설비 수입업체인 Lucamat사의 ‘Mr Luis Carlos Amat’은 “태양광 패널뿐 아니라 태양광 용수 펌프 또한 농업분야에서 가솔린 펌프 장비를 사용하는 것보다 깨끗하고 편리해 수요가 있다”고 밝혔다.

시사점

파나마 에너지 법 발효 이래로 눈에 띄는 태양광 패널, 장비들의 증가는 향후 대체에너지 시장에서 주 공급원으로 성장할 가능성을 보여줬다. 낮아진 태양에너지 분야 가격과 태양광 발전소를 도입하려는 정부 프로그램에 힘입어 향후 가전장비 제조업체뿐만 아니라 태양광 발전 개발자들에게도 유망한 시장이 될 것이라고 전망된다.

향후 발전 시스템인 우주 태양광 발전 시스템(Space Solar Power System, 이하 SSPS)의 핵심 기술로서 개발되고 있는 무선 송전 기술에 대한 지상 실증 시험이 미츠비시 중공업 주식회사의 고베(Kobe) 조선소 내에서 실시돼 장거리의 무선 송전에 성공했다.
구체적으로는 송전 유닛으로부터 10㎾의 전력을 마이크로파로 무선 송전해 500m 떨어진 수전 유닛 측에 설치한 LED 라이트를 점등시키는 것에 성공했다. 무선 송전 거리로서 500m는 일본 국내 최장으로, 10㎾ 역시 일본 국내 최대 전력이다. 또한 빔이 수전 유닛 이외의 방향에 방사되지 않도록 제어하는 선진 제어 시스템의 적용 시험도 실시해 문제가 없는 것을 확인했다.
이번 지상 실증 시험은 일본 경제산업성으로부터 일반 재단법인 우주 시스템 개발 이용 추진 기구(J-spacesystems)가 위탁을 받은 ‘2013년도 태양광 발전 무선 송수전기술의 연구 개발 사업’의 일환으로서 일반 재단법인 우주 시스템 개발 이용 추진 기구와의 계약에 근거해 실시됐다.
무선 전력 전송 기술은 지금까지 케이블을 연결하여 전기를 송전하는 것을 무선화하는 기술로, 우주 태양광 발전 시스템 전용으로 개발되고 있다. 전파 방사형인 이 기술은 이번 지상 실증 시험의 성공이 지상의 다양한 장소에서 기존에 없는 장거리 무선 송전의 길을 개척하는 것이라고 할 수 있다. 지금까지 송전선의 부설이 곤란했던 장소로의 송전이나 해상 풍력 발전으로부터 육상으로의 송전, 또한 응용 예로서는 전동 차량으로의 무선 충전이라는 점에서도 기대가 된다.

돗토리현 기업국이 재생가능 에너지를 이용한 발전소를 계속적으로 증가시키고 있다. 2015년 3월, 돗토리공항 내에 건설한 출력 1.99㎿의 ‘돗토리 공항 태양광발전소’가 운전을 개시했다.
기업국은 다른 용도로 활용되지 않으면서도 어느 정도의 면적이 확보돼 있는 토지를 조사한 결과, 현영 돗토리공항 내의 제한구역이 적절하다고 판단해, 출입금지지역인 약 3만 300m2의 부지를 태양광발전소로 이용한 것이다. 공항 내에 태양광발전소를 추진하는 것에는 항공기의 안전운행 확보, 태양전지로부터의 빛 반사 억제, 강풍에 견디는 것 등 세 가지 요건이 요구된다. 또한 안전운행에서는 높이 제한 등을 지키는 것이 중요하며, 바다에 가까운 지형이기 때문에 통상적인 기준보다 엄격한 내풍대책을 강구했다.
발전소의 유지관리 및 운영은 기업국이 담당한다. 표면반사를 억제한 태양전지 모듈을 선택했으며, 총 사업비는 약 8억 8,000만 엔이 책정됐다. 예상 연간 발전량은 약 2,162㎿h이다. 이는 일반 가정 600호분의 연간 소비전력량에 해당하는 양이며, 고정가격매입제도의 단가는 36엔(세금 별도)으로 20년간 츄코쿠전력에 전량 판매하게 된다.
기업국이 운영하는 발전소는 2015년 2월 기준, 수력 9개소(합계 출력 3만 7,660㎾), 풍력 1개소(3,000㎾), 태양광 4개소(920㎾)로, 돗토리공항 태양광발전소는 기업국 최초의 메가솔라가 됐다.
앞으로 기업국은 태양광과 소수력을 증가시킬 예정이라고 밝혔다.

시민들이 태양광발전사업을 통해 신재생에 대한 인식을 높이고 수익도 얻는 시민참여형 태양광발전소 사업이 확대되고 있다. (주)광명전기(이하 광명전기)는 안산시민햇빛발전협동조합과 태양광 설치사업 계약을 체결해 302㎾급 안산시민햇빛발전 4호 태양광공사 계약을 수주했다고 밝혔다. 연간 예상 발전량은 35만2,736k㎾로 약 100가구가 사용할 수 있는 용량이다.
광명전기는 이 달 중으로 착공에 돌입할 계획이라고 전했다.
안산시민햇빛발전협동조합은 시민출자자가 조합원이 돼 신재생에너지발전소를 세우고 발전전력 판매수익금은 참여시민에게 배당금으로 주는 시민참여형 발전소 건설조합으로, 지난 2013년 국내 협동조합으로는 최초로 지역 도서관옥상에 햇빛발전소 1호기를 준공한 바 있다. 특히 지역사회 기후변화 대응의 필요성을 알리고 대체에너지로써 햇빛발전에 대한 인식을 넓히고자 노력하고 있다.
광명전기는 태양광설비를 통해 누구나 참여하고 사용할 수 있는 시민 참여발전소 건설로 에너지자립 실현에 일조할 방침이다. 특히 주민네트워크를 통해 안산을 넘어 타 지역 시민햇빛발전소 건설사업 참여 확대로 이어져 햇빛시너지가 더 확대될 수 있기를 기대하고 있다고 전했다.

빛과 에너지를 창조하는 기업, 

신재생에너지 전문기업 탑솔라(주)

신재생에너지 태양광발전 전문기업인 탑솔라(주)는 현재 태양광발전소 건립, 태양광발전 인프라구축, 컨설팅 사업에 주력하고 있다. 국내에서 시공능력이 최고라는 평가를 받는 동사는 태양광발전 솔루션의 선두기업으로 발전소건립에서 A/S, 유지관리까지 Turn Key로 진행하고 있으며, 부대사업으로 접속함, 계량기함 제작을 영위하고 있다.

신재생에너지 태양광 설치비용 절감 및 태양광발전장치 개발에 공로를 인정받아 지난 2012년 신재생에너지대상 대통령상 을 비롯해 2014년 국세청 아름다운 납세자 상을 거머쥐며, 사회 환원을 몸소 실천하고 있는 탑솔라(주)를 본지에서 만나봤다.

취재 이명규 기자(press6@engnews.co.kr)

Solar Energy Top Maker, 탑솔라(주)

2002년에 설립된 탑솔라(주)(이하 탑솔라)는 2014년 탑인프라솔라에서 탑솔라로 사명을 변경하고 지난 2009년신재생에너지전문기업으로 등록하였다

“신재생에너지 태양광발전 솔루션의 선두기업으로 태양광발전소건립, A/S, 유지관리까지 아우르는 탑솔라는 축적된 실증경험과 우수한 기술을 통해 태양광발전시스템을 구현하고 있다”며 운을 뗀 노경민 상무는 “2012년 광주광역시 유망 중소, 중견기업으로 선정된 탑솔라는 신재생에너지 설치비용 절감 및 태양광 발전장치개발의 공로를 인정받아 2012신재생에너지대상 대통령상 도 수상했다. 또한, 2013년에는 광주 광산업 400억 원 매출을 달성했으며, 올해에는 국세청 아름다운 납세자상을 수상한 건실한 기업이다”라며 탑솔라를 소개했다.

현재 노 상무의 소개처럼 동사는 상업용 태양광발전의 시공으로 초석을 다지고, 태양광발전사업의 심화는 물론, 스플리터(Splitter) 등 광산업까지 사업을 확대하고 있다. 

노 상무는 “당사는 신뢰성을 확고히 하고, 원가절감에 매진해 수익을 고객에게 배분하는 것에 최선을 다하고 있다”며, “매년 꾸준히 성장하고 실적을 축적할 수 있었던 것은 고객의 성원 덕분”이라고 전했다.

설계에서 A/S, 태양광 산업의 시작부터 마무리까지!

“2002년에 설립한 탑솔라가 태양광발전사업에 본격적으로 두각을 나타낸 것은 2008년 하반기 부터이다. 이전에는 금속구조물 공사를 통해서 태양광 산업 관련 경험을 축적해왔다”는 노 상무의 설명처럼 동사는 차근차근 축적한 실증경험을 토대로 탑솔라만의 노하우를 쌓아왔다. 

이러한 다양한 경험으로 인한 기술력은 탑솔라의 우수한 품질안정성으로 이어졌고, 현재 동사는 태양광 발전소의 인프라구축부터 설계, 시공, A/S까지 태양광 발전과 관련된 모든 사업을 영위하며, 태양광 Total Solution 기업으로 평가받고 있다.

노 상무는 “탑솔라는 연간 30~40㎿ 이상을 설치하고 있으며, 국내에서 중소기업 중에서는 시공실적이 가장 많은 것으로 추산되고 있다”며, “2~3년 전에는 전국 상업용 발전소의 10%의 정도는 당사의 제품으로 구성되어 있었다”고 덧붙였다.

사실 탑솔라가 신재생에너지 산업에 눈을 돌린 2004~2005년도는 국내에서 신재생에너지 관련 자료는 물론, 실적조차도 미비해 기술력이 굉장히 빈약했던 시기였다. 

이러한 상황에도 구조물 개발 등에 주력하며, 하나하나 직접 개발하고 특허를 내며 검증을 받아온 동사는 타사보다 좀 더 빠르고, 더 안전하게 정확한 시공에 힘써 현재의 자리에 오르게 되었다.

“최근에는 발전자회사, 대기업 등과 컨소시엄 공사를 통해 당사는 가시적인 성과를 이뤄가고 있다”는 탑솔라는 현재 3년 연속 최다 발전소 시공 실적을 자랑하고 있으며, RPS 입찰 최다 기업으로 선정되며 승승장구 중이다.

고객의 니즈 충족, 효율성 극대화로 이어져…

“탑솔라는 고객이 원하는 것을 최우선해 설치하고 있다”는 노 상무의 언급처럼 외형적인 부분보다는 고객의 니즈를 충족시키며 중장기 발전토대 구축을 위해 차근차근 기술력을 쌓아왔다. 

특히 태양광발전 시공기술 연구개발과 기술축적을 위해 토목, 건축, 철구조물 분야에 공을 들인 동사는 추적형, 경사가변형 구조물 등 9개의 특허와 3개의 의장등록을 보유한 태양광 시공부문의 선두주자로 자리매김했다.

또한, 국내외 태양광 시장의 영향을 최소화하고 장기적 사업 안정성을 위해 국내 최초로 자체 개발사업과 지역별 프로젝트 개발화를 통해 초기 사업의 기반강화에 나선 탑솔라는 고효율의 발전소 건립을 통해 현재의 기술과 관리의 우수성을 입증받고 있다.  

사실 태양광발전소는 규모에 관계없이 한번 건립되면 20년 이상은 정상운영이 되어야 하고, 구조적으로나 생산효율적으로 내구성을 담보하지 않으면 안 되는 어려운 기술로 통한다. 이러한 한계성을 극복하기 위해 탑솔라는 경사가변형, 지붕각고정형 등 특허출원을 통해 구조강도, 풍력강도 등 어떤 외부 영향에도 견디고 고효율을 유지할 수 있는 국내최고의 기술력을 보유하고자 최선의 노력을 다해왔다.

노 상무는 “탑솔라의 경쟁력은 사업초기부터 기술적 토대 구축과 시공의 우위력을 평가받기 위해 심혈을 기울였던 구조물과 고효율의 시공능력”이라며 강조했다.

축적된 실증경험과 지속적인 기술개발로 최고의 품질안정성 추구!

“당사는 태양광발전소의 저변확대와 가구별 전력비 절감, 태양광발전소의 이미지 확대를 위해 그린홈 100만호 사업에도 참여해 2012년에는 국내 최다 실적을 거뒀다”는 노 상무의 언급처럼 탑솔라는 이 외에도 국내 최장거리 세종시 자전거도로 태양광발전소 시공, 김해 골든루트 산업단지 시공, 경기도 정수장, 천안 환경사업소, 대기업 공장지붕 태양광발전 등 국내의 굵직한 프로젝트들을 성공시켰다. 

특히 올해 상반기에는 전라남도 신안군에 9㎿급 금산태양광 발전소를 설치했는데, 이는 단일발전소로는 국내에서 6번째 규모로 이 정도 규모의 태양광 발전소를 구축한 국내 중소기업으로는 탑솔라가 유일하다. 

“당사는 업계 선두라는 것에 자만하지 않고, 사업부와 연구소를 중심으로 기존 사업의 내실화와 태양광 사업 분야에서 RPS사업, 설치의무화사업, 보급사업, 태양광발전장치 MAS 등을 추진해나갈 계획이다”라며 향후 계획을 밝힌 노 상무는 현재 일본으로의 수출 타진 중이라고 전했다. 

이어 “각 지역마다의 특색이 있기 때문에 연약지반 혹은 산악형, 평지형, 지붕형 등 설치하는 장소에 따라 구조 및 설계하는 것에 변형을 주고 있다”며 “최적의 제품 제공을 위해 기술개발과 정보수집을 게을리하지 않을 것”이라고 강조했다. 

한편, 탑솔라는 2013년부터 3kW급 태양광시설 5기를 시작으로, 향후 10년간 총 50기를 기탁할 예정이다. 1기당 설치 단가는 1,200만 원 정도로, 모두 6억 원에 달하는 시설을 기탁하는 셈으로, 설치 후 5년간 무상 유지관리 서비스도 제공할 예정이어서 동사는 기탁의 의미를 더하며 사회 환원을 몸소 실천하고 있다.

태양광발전 솔루션의 선두기업으로 컨설팅에서 A/S, 유지관리까지 Turn Key로 진행하고 있는 탑솔라. 한 단계, 한 단계 단단히 다져진 기술력 위에 나눌 줄 아는 그들의 행보에 업계의 이목이 집중되고 있다.

탑솔라(주)   http://www.tisolar.net

일본 O사와 E사는 2014년 11월, 공동으로 개발한 태양광발전소의 안정운용제어 서비스를 개발하였다고 발표하였다. 발전소를 원격으로 운전, 정지할 수 있는 것이 특징이다. 일반적인 원격감시 서비스로서 이용할 수 있다.

특징은 사용자가 전용 웹페이지에서 발전소의 운전(재연계)과 정지를 원격으로 제어할 수 있는 것이다. 2014년 3월부터 이 시스템의 개발을 개시하고 7월부터 출력 50kW의 태양광발전소에 시제품을 설치하여 운용해 왔다. 정부 심의회에서는 태양광발전소의 접속보류 움직임에 대해 시간단위의 출력제어를 도입하는 것에 대해 논의하고 있다.

이 시스템의 기능은 또 하나 있다. 발전소의 주위에서 정전이 발생했을 때나 정전이 회복되었을 때, 사용자의 메일로 송신하는 기능이다. 현지가 정전되었는지를 제어반 안에 설치한 타이머 릴레이로 판단한다. 사전에 몇 초간 전기가 들어오지 않는 경우를 정전으로 할 것인지 결정하는 것이 가능하며, 순간적으로 정전이라고 연락이 오는 경우는 없다. 발전소가 가동하고 있는 것도 확인할 수 있다.

이 시스템을 출력 50kW 이하(저압)의 발전소에 설치하여 발전소의 운전 및 정지를 제어하는데 법적인 제한은 없다. 그리고 출력 2MW 이하(고압)에 대해서도 도쿄전력과 츄부전력, 츄부전기보안협회에 확인과정을 마쳤다.

이 시스템은 장치를 파워컨디셔너의 접점부에 설치함으로써 동작한다. RS-485에 접속하는 경우와 비교하면 취득할 수 있는 정보는 적어지지만, 파워컨디셔너의 종류를 선택하지 않기 때문에 어느 발전소에도 적용 가능하다. 그리고 RS-485로부터 정보를 취득하는 기기를 추가하는 것도 가능하다.

또한 시스템은 발전개시와 정지를 지시하는 것에 기능을 한정한 서비스는 아니다. 일반적인 원격감시 서비스와 동일한 서비스, 예를 들면 발전량 등을 웹 브라우저에서 열람할 수 있는 서비스를 제공할 수 있다. 제어신호를 펄스 입력할 수 있는 시스템으로 다양한 계측기능을 갖추고 있다. 이외에 계통의 이상 및 전력회사와의 소통, 발전소의 발전개시와 정지를 대행하고, 고객의 요구에 대응하여 서비스를 추가할 수 있다. 때문에 초기 투입비용은 50~120만 엔으로 폭이 있다. 발전소의 규모가 크게 되면, 제어반에 설치하는 기기의 규모도 크게 된다. 서비스가 증가하면 서버측의 부하도 커지기 때문이다.

이 서비스를 개발하기 위해 개발사가 설계사상을 제시하고 태양광발전소의 운용에 필요한 요건을 정리하였으며 하드웨어도 설계하였다. E사는 기기간 통신(M2M, Machine to Machine)의 기술에 강점이 있다. 태양광발전소와 사용자 사이를 인터넷의 통상적인 통신으로 접속한다. 악의를 가진 제3자가 발전소를 정지할지도 모른다. 그래서 통신사 서버와 사용자의 휴대전화를 VPN으로 1대1로 접속하여 보안을 확보하였다. 통신용 단말은 이 시스템에 내장되어 있다. 사용자 측의 휴대전화는 최신 웹 브라우저가 동작한다면 특별한 제한은 없다. iPhone에서도 동작한다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

일본 E사는 태양광발전을 도입한 일반가정에서의 “잉여전력” 매입을 개시하였다. 고정가격매입제도로 결정된 가격보다 1엔 높게 매수한다. 매수한 전력은 신전력용으로 판매된다. 신전력으로 안정된 전력을 공급하기 위한 자사의 홈에너지관리시스템(HEMS, home energy management system)를 활용하는 것이 특징이다.

특징은 두 가지다. 첫째는 고정가격매입제도(FIT)의 매수가격보다 1엔 높은 가격으로 매수하는 것이다. 2014년의 경우, 고정가격매입제도에서 37엔(세금 포함)인 것이 38엔(세금 포함)이 된다. 둘째는 계약 시에 홈에너지관리시스템 도입을 조건으로 한다는 것이다. 매수서비스에서는 계약요금이 발생하지 않고, 홈에너지관리시스템 도입도 초기비용만 필요하다.

재생가능 에너지에 의해 얻은 전력을 고정가격매입제도의 매수가격보다도 높게 구매하는 “프리미엄 매수사업”을 추진하고 있으며, 2014년 9월 시점에 고압(50kW 이상) 외에 전량 매수의 대상이 되는 저압(10kW 이상)을 취급하고 있다. 이번 대응으로 모든 태양광 발전이 대상이 되었다. 잉여전력의 매수에서는 호별 최소 매수량, 최대 매수량에 제한은 없다.

E사는 구입한 전력을 신전력(특정규모 전기사업자, PPS)에 공급한다. 또한 관리하는 전력규모는 태양광을 포함하여, 약 200만kW에 달한다.

신전력은 여러 가지 전력원에서 전력을 조달한다. 재생가능 에너지도 대상이다. 다만 태양광 발전에 유래하는 전력은 장벽이 높다. 개개의 태양광 발전소로부터 보내져 온 전력이 시시각각 변하기 때문이다. 신전력에는 “30분 동시 동량”의 원칙을 지켜야 하므로 어떤 방법에서 조달량을 평준화해야 한다.

신전력에 태양광을 판매하는 E사의 서비스는 이러한 장벽을 낮게 한다. E사는 사내에 기상통보관팀을 배치하는 것 이외에 태양광 발전시스템 설치지점의 일사량을 예측하는 알고리즘을 개발하였다. 이것에 의해 태양광 발전의 출력을 예측하고, 다른 전력원과 조합하여 신전력에 안정적으로 공급할 수 있기 때문이다.

여기에 잉여전력이 추가되면 어떻게 될 것인가. 일사량 예측만으로는 불충분하다. 각 가정이 어느 정도 전력을 소비하고 있는가 알 수 없다면 조달량의 예측이 불가능하다. 잉여전력은 “발전량?소비량”이므로, 맑은 날 발전한다고 해도 호별로는 0이 될 수 있다. 잉여전력 매수 시 홈에너지관리시스템의 도입을 조건으로 하는 이유가 여기에 있다. 홈에너지관리시스템을 도입하면 가구별로 태양광 발전의 출력과 가정내의 전력 소비량을 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 예측도 가능하게 된다. 태양광 발전시스템의 출력과 가전의 소비전력량을 통합하여 E사의 서버에 집적한다. 각 가정에서 데이터를 받은 서버는 태양광 발전 시스템 전체의 출력과 전체 가구의 전력 소비량을 빼서 잉여매수 전력을 산출한다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』