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"IT와 에너지 결합으로 큰 발전소 만든다"

에너지 절약과 환경보호에 대한 바람이 갈수록 확대되고 있는 시점에 일본 요코하마가 실험적인 발전 사업을 시작해 관심을 모으고 있다.

소규모 태양광 발전과 축전지를 묶어 하나의 가상 발전소 역할을 하는 실험적 ‘가상 발전소 ’ 실증 실험이 일본 요코하마시에서 시작됐다. 즉 IoT 기술을 활용한 분산형 축전지 군을 제어하고, 전력의 억제를 수요가에 요구하는 수요응답(DR, 디멘드 리스폰스) 기술과 전력 절전분을 경제적 인센티브로 바꾸는 합리적인 금전거래 방법 등에 대한 새로운 시도와 대처방법이 시도되고 있는 것이다.

분산현 실험적 발전소 실험 성공 여부에 주목

약 370만 명의 인구가 살고 있는 대도시 요코하마는 지역 방재 거점으로 지정된 458개 초·중학교가 (2016년 4월 현재) 있는데 그 중 각 구 1개교 18개 부지에 2016년 10월부터 12 월까지 10kWh의 축전지를 반입 설치했다.

지역에 분산하는 소규모 태양광 발전과 축전지를 묶어 전체를 하나의 가상 발전소 역할을 하는 이른바 ‘가상 발전소’의 실증실험을 실시하기 위해서이다. 18개의 축전지를 활용한 이번 프로젝트는 정식 명칭을 ‘스마트 레지리언스 가상발전소 구축 사업’이라고 붙였다. 여기에는 요코하마시, 도쿄전력 에너지 파트너 및 도시바 등의 삼자가 2016년 7월부터 2018년 3월까지 걸쳐 실험을 진행하고 있다.

이 실험은 지역 수준의 효율적인 에너지 관리와 효과적인 수요 응답 수법을 확립해 가면서 얻을 소기의 가상발전 사업을 염두에 둔 것이다.

먼저, 요코하마시는 공공시설의 방재가능 향상과 신재생 에너지 보급을 통한 전력의 안정화를 목표로 하면서 초·중학교 환경 교육의 추진도 함께 하자는 생각이다. 물론 시내 18개소의 초·중학교에 축전지 설치 공간을 제공한다.

도쿄전력 에너지 파트너는 지역 커뮤니티의 안전과 안심 제공, 축전지에 의한 효과적인 수요응답(DR) 수법의 확립 및 전기와 축전지의 세트에 의한 새로운 요금제 및 서비스 계획의 창출 등을 추진한다. 이 회사는 도쿄전력 그룹의 전력 소매유통업체이며, 전력 소매 자유화를 배경으로 2016년 4월에 발족했다.

도시바는 가상 발전소의 시스템 개발을 담당하고, 분산형 축전지로 안전성이 우수한 이차 전지 'SCiB '을 제공한다.

축전지 기술을 활용한 에너지 절약 시대에 걸맞는 사업 

현대사회에 필수라고도 할 수 있는 전력의 안정적인 공급과 수급 균형 유지는 지자체는 물론 정부적 차원에서도 관심이 높다. 여기서 축전지의 장점이 나타난다. 피크 수요에 순발력적인 전력 충·방전이 가능하며, 충전 전력을 공급함으로써 외관상의 발전량을 늘릴 수 있는 장점을 갖고 있다. 또 태양광 발전이나 풍력 발전과 병용하면 자연 조건에 따라 수시로 변하는 발전량을 평준화할 수 있으며 재해시에는 비상 전원으로도 활용할 수도 있다.

실제로 이번 실증 실험에서는 축전지 용량의 약 70%의 범위에서 시의 응답에 활용하는 한편, 약 30%는 비상용으로 항상 확보해두고, 비상시는 지역 방재 거점인 초·중학교에서 비상용 전원으로 사용된다.

도쿄전력 에너지 파트너는 이러한 축전지의 장점을 활용한 서비스 모델 및 요금 모델의 개발을 진행시켜 나갈 생각이다. 시스템 개발을 담당하는 것이 도시바이다.

요코하마시 도쿄전력 에너지 파트너 및 도시바의 삼자는 프로젝트가 끝나는 2018년 3월까지 분산 축전지의 충·방전 제어를 포함한 가상발전소의 실용성을 검증하고, 수요 응답 모델의 확립, 충·방전 관리 등의 데이터를 수집해 향후 에너지 절약 추진, 신재생 에너지의 이용 확대, 방재성능 향상, 새로운 소매 서비스의 창출 등으로 이어 나갈 계획이다.

변성환 기자  shb97@techholic.co.kr

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