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에너지 절약 기술: 스마트 그리드
2026-05-12 오후 5:44:42
■ 건축물의 설비가 고도화되어감에 따라 건축물에서 소비되는 전력량을 효율적으로 사용하여 사용량을 절감하는 것은 계속해서 해결해나가야 할 과제인 것은 분명합니다. 에너지 효율과 지속 가능성에 대한 관심은 점차 커져가고 있으며, 이러한 과제를 해결하기 위해 많은 혁신적인 기술과 첨단 시스템들이 개발되어가고 있습니다. 오늘 소개해드릴 스마트 그리드는 에너지 산업에서의 떠오르는 중요한 핵심기술 중 하나로, 소비되는 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 중요한 기술입니다.
GDP대비 온실가스 배출량, 한국은 전세계 6위에 위치하고 있습니다 (2017년기준)
/ 출처: IEA(2019).“World Energy Statistics”
■ 기존의 전력망(Grid) 시스템이 단순한 전력 전달 수단으로만 사용되었다면, 스마트그리드는 정보통신기술(ICT)과 에너지 관리 시스템의 결합을 통하여 공급자와 수요자간 양방향?실시간으로 정보를 교환함으로써 전력 네트워크를 지능적으로 관리하는 기술입니다. 즉, 전력을 생산하는 발전소 및 송배전 시설과 소비자를 정보통신망을 통해 연결하여 정보를 공유함으로써 전력시스템이 하나의 유기체처럼 효율적으로 작동할 수 있도록 하는 것이 스마트그리드의 기본적인 개념이라고 생각해주시면 됩니다.
출처: 한국스마트그리드협회
■ 기존 전력망과 스마트 그리드 비교
■ 스마트 그리드의 구성요소
스마트 그리드는 실시간으로 전력을 효율적으로 분배하고 관리하기 위해 여러 기술들이 접목되어있습니다. 그중 대표적으로는 에너지 저장 시스템, 지능형 원격검침 인프라. 에너지 관리시스템이 스마트 그리드를 구성하는 대표적인 기술이라고 볼 수 있습니다.
●에너지 저장 시스템 (ESS, Energy Storage System)
ESS는 생산된 전력 또는 에너지를 저장장치에 보관하고, 다시 필요할 때 공급할 수 있는 기술입니다. 수십~수백kWh에 달하는 많은 에너지를 보관할 수 있습니다. 스마트 그리드용 ESS는 정보기술을 접목하여 가장 필요한 시기에 전력을 공급하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 전기를 많이 사용하지 않는 심야시간에는 잉여전력을 저장하여 부하평준화를 통해 전력운영 최적화를 이뤄낼 수 있습니다.
●지능형 원격검침 인프라(AMI, Advanced Metering Infrastructure)
AMI는 에너지 공급자와 사용자간 양방향 정보교환을 위한 인프라로서 에너지 사용정보를 측정·수집·저장·분석하고, 이를 활용하기 위한 총체적인 시스템을 의미합니다. 또한, 사용자의 에너지 사용정보를 취득하여 요금을 부과하는 수단이기도 합니다. AMI는 전력선, 혹은 무선 통신방식을 사용할 수 있으며, 전력 사용량 검침기인 전자식 전력량계, 데이터 집중장치, 검침정보를 전송하는 모뎀 및 서버 등으로 구성됩니다.
●에너지 관리 시스템(EMS, Energy Management System)
에너지 관리 시스템인 EMS는 IT 소프트웨어 등으로 건축물에 적용된 기계 설비 등을 네트워크 상에서 원격으로 자동 제어할 수 있는 시스템을 의미합니다. 전기에너지를 필요한 만큼만 생산?공급?사용함으로써 에너지 효율을 높이고, 신재생 에너지의 도입과 연계하여 에너지 소비의 경제성과 안정성을 유도할 수 있습니다.
■ 스마트그리드의 효과
스마트그리드를 도입함으로써 에너지의 효율적 배분과 소비절감의 역할 뿐만 아니라, 다음과 같이 다양한 기대효과 또한 존재합니다.
●발전설비가 피크 소비량 등 예비력을 감안하여 증설되기에 피크전력 감소에 따른 설비투자 비용을 절감할 수 있습니다.
●신재생 에너지는 일조량이나 바람의 세기 등에 따라 전력생산이 불규칙하여 일부 한계성을 가지지만, 스마트그리드의 보급으로 계통 연계문제가 해결된다면 신재생에너지를 더욱 확대하여 보급할 수 있게됩니다.
●전기자동차가 점차 보급됨에 따라 충전인프라가 증설되어 충전 접근성이 증가됩니다.
■ 스마트그리드의 보완할 점
스마트그리드는 전력망을 더욱 효율적으로 활용하기 위해 생산자와 소비자간의 정보교환이 가능하고, 각종 서비스를 제공하기 위해 네트워크상에서 연결된 만큼 사이버 보안 등의 위협에 대해 취약할 수 있다는 우려가 존재합니다. 한국정보보호학회에서 발행한‘AMI 공격 시나리오에 기반한 스마트그리드 보안 피해비용 산정 사례’자료에 따르면 전국에 보급된 스마트 미터가 약 200만 개이고, 그 중 해당 사례에서 피해를 입은 스마트 미터가 전체의 약 10% 정도일 때 스마트 미터를 전량 교체하는 방법을 포함한 5가지 가정을 했을 때 1회 손실 비용은 총 371.9억 원에 달하는 것으로 나타났습니다. 향후 스마트 미터의 보급이 확대되었을 때 이러한 피해가 발생하였을 경우, 손실비용은 천문학적일 것으로 예상되기에 이를 방지하기 위한 다양한 보안 기술의 연구가 수행되어야 하리라 생각됩니다.
■ 이때까지 에너지 소비절감 기술로 주목받고 있는 스마트그리드에 대해서 알아보았습니다. IOT와 전력망의 융합으로 적재적소에 전력을 사용할 수 있게 만들어주는 스마트그리드와 건축물에 적용되는 태양광 발전 등의 신재생 에너지, 저장장치인 ESS가 함께 운영된다면 탄소배출 저감에 큰 도움이 되리라 생각됩니다.
참고문헌
한국스마트그리드협회 (https://www.ksga.org/web/index.do)
한국전력공사(https://home.kepco.co.kr/kepco/KO/C/htmlView/KOCDHP001.do?menuCd=FN05030501)
스마트그리드와 연계한 신재생에너지의 건축물 적용 방안_조대성
스마트그리드(에너지 효율을 극대화하는 차세대 전력인프라 시스템)_한국기업데이터(주)
- 경북권, 이동현 학생기자 -