길거리에는 LED 가로등이 켜져 있고 도로에는 전기자동차가 다닌다. 대형 마트, 백화점 등에 충전소가 설치돼 있어 더욱 편리하다. 변전소는 공원 지하에 있어 아래에서는 전력을 배분하고 위에서는 시민들이 산책을 즐긴다. 석유가스화복합발전과 이산화탄소포집시스템이 작동 중이고 지열을 이용한 난방시스템도 가동하고 있는 등 에너지원이 다양하다. 무엇보다 전력망에 정보통신 기술이 접목돼 전기에너지를 효율적으로 이용할 수 있어 이제는 피크 타임에 예비전력량이 부족해 정전되는 사태는 없다. 스마트 그리드가 만드는 미래 도시의 모습이다.
스마트 그리드(Smart Grid). 중앙 집중과 분산이 적절히 조화된 발전형태로 신재생 에너지를 적극적으로 사용한다. 소비자와 공급자 양방향으로 전력과 정보가 흐르면서 수요와 공급을 조절해 전력 효율을 극대화 한다. 이 때문에 스마트 그리드는 차세대 전력망으로 각광받으며 전 세계 선진국들이 앞 다퉈 개발에 뛰어들고 있다. 우리나라 역시 향후 20년간 약 27.5조원 (민간 24.8조원, 정부 2.7조원)을 투자하겠다는 청사진 아래 국가 차원의 로드맵이 완성된 상태다.
전기자기 측정클럽에서도 스마트 그리드는 핫이슈다. 전력망을 스마트 그리드로 업그레이드 시킨다는 것은 한 시스템에서 풍력, 태양광, 조력, 바이오매스 등 다양한 발전소스를 수용하는 동시에 전기자동차와 같이 새로운 수요처를 관리해야 한다. 국가에너지망의 새 판을 짜는 것이기에 시작단계부터 세밀한 작업이 필요하다.
김규태 전기자기 측정클럽 회장은 “스마트 그리드 시스템이 본격적으로 가동된다면 관련 시장규모가 엄청나며 기술적 파급 효과도 상당하다”고 전망했다.
김 회장은 “측정표준이란 요소는 인프라 구축에 핵심이기에 스마트 그리드 구축의 시작에서부터 측정표준 부분이 함께 가야 한다”고 강조했다.
특히 현재 유럽에서 이미 국가간 에너지 거래가 이뤄지는 만큼 우리나라 역시 먼 미래이지만 중국과 일본과의 전력 거래까지 염두에 둔 시스템 구축 필요성도 제기되고 있다.
김 회장에 따르면 자국에 공해 유발 소스를 두고 싶어 하지 않는 경향이 나타나고 있다. 일본의 경우 후쿠시마 원전 사고 이후로 원자력 발전소 패쇄 정책을 펼치고 있다. 나라마다 발전단가가 다르기 때문에 전력을 수입하는 게 유리한 경우도 발생한다. 이것이 바로 전력 거래가 이뤄지는 원리며 여기서 가장 중요한 것은 측정표준이다.
먼저 고전압, 대전류 측정기술과 광역위상 동기 및 제어 기술 등의 분야에서 측정표준작업이 먼저 진행될 예정이다. 전압은 수백킬로 볼트, 전류는 수만 암페어 단위로 움직이므로 측정기술을 개발한다는 자체가 녹록치는 않다. 김 회장은 “일단 전압 레벨별로 업그레이드 한다는 목표로 200 kV(킬로볼트)에서 800 kV(킬로볼트)까지 단계별로 측정표준기술을 개발할 계획”이라고 밝혔다. 전류의 경우 3 kA(킬로암페아)에서 10 kA(킬로암페아)까지 범위를 늘린다.
전력량 측정 기술과 함께 위상 제어 기술 역시 놓쳐서
는 안되는 부분이다. 서로 다른 에너지원을 연결하려면 주파수 외에도 전기 위상이 같아야 한다. 예를 들어 한쪽이 피크일 때 상대편이 같이 피크여야 전력 손실을 최소로 할 수 있다. 특히 국가간에 광역으로 전력을 송배전할 경우 수백킬로미터 떨어진 곳에서도 위상을 맞춰야 한다. 절대 시각을 기준으로 전기 위상을 측정ㆍ관리ㆍ모니터링하는 기술개발에 박차를 가해야 하는 이유다.
또한 변전소 변압기, 배전소 스위치 등 고전압 중전기 장비 산업체에서 요구하는 부분 방전 표준소급체계 확보도 추진한다. 김 회장은 “이 부분은 새로운 측정분야로서 우리나라에 아직 표준 소급체계가 확립돼 있지 않아 업체들이 해외에 수출할 때 어려움을 많이 겪었다”며 “기업의 숙원사업 해결이란 관점에서 중기 과제로 진행하겠다”고 다짐했다.
전력품질 측정표준 역시 길게 보고 가야한다. 품질이 떨어지는 전기는 전력망에 연결할 수 없는데 전압, 주파수 등의 순간적 변화를 측정해 품질이 불량한 전기를 제어하는 기술도 개발할 예정이다.
김 회장은 스마트 그리드 분야에서 클럽의 역할에 기대를 걸고 있다. 그는 “전기 분야가 워낙 넓고 클럽 역사도 꽤 됐기 때문에 이제는 좀 더 깊이 있게 전문적인 지식을 공유하고 연구교류 활동을 활성화 시키는데 중점을 둬야 한다”며 “측정클럽을 통해 스마트 그리드 분야 기술 개발은 물론 인력 충원부분까지 도움 받길 원한다”고 말했다.
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