직류배전시대를 대비하자

전력산업계 미래 먹거리 발굴 위해 직류배전 논의 서둘러야
 
전기신문/ 2015년 01월 07일 08:27:45  조정훈 기자 jojh@electimes.comr 

교류에 밀려 한동안 주목받지 못했던 직류(DC)가 신재생에너지원 개발, 분산전원 등 전력산업계 미래 먹거리와 함께 다시 주목받고 있다.
직류와 교류에 관한 담론은 19세기로 거슬러 올라간다. 당시 에디슨과 테슬라는 전기시스템에 활용할 전기의 형태로 직류와 교류를 각각 주장하며 격렬한 논쟁을 벌였다. 당시 기술로는 장거리 송전 문제를 해결할 수 없었던 에디슨의 직류는 결국 송전 용이성 등 교류의 장점을 앞세운 테슬라에게 무릎을 꿇을 수 밖에 없었다.
하지만 최근 저탄소 녹색성장을 기치로 새롭게 등장한 신재생에너지원과 분산전원시스템, ESS(에너지저장장치)를 통한 전기에너지 저장, 인터넷데이터센터(IDC)를 중심으로 한 디지털 부하 등의 영향으로 ‘직류’에 대한 관심이 늘어나고 있는 상황이다.
직류배전의 가장 큰 장점은 전력변환으로 인한 전력손실이 낮아 에너지 효율을 극대화할 수 있다는 데 있다.
특히 전자회로 등 직류의 특성이 필요한 기기에 직류배전을 도입할 경우 전력변환의 과정이 줄어들기 때문에 전력 효율을 높일 수 있다. 전문가들은 무정전 공급 현장에서는 10~15%, 신재생에너지원 연계에 있어서는 2~10%의 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 예측하고 있다.
직류는 또 위상, 주파수, 회전 방향 등을 고려하지 않아도 되기 때문에 간소하고 안정적이란 특성도 갖고 있다. 전압이 일정해 절연을 낮출 수 있다는 이점도 있다.
아울러 직류배전은 스마트그리드 추진 및 신재생에너지 보급 확산을 위한 전제요소로 주목을 받고 있다. 정부는 지난 2011년 내놓은 그린에너지 전략로드맵에서 스마트그리드 분야 전략품목인 직류시스템의 핵심기술로 직류배전망 설계 및 운영기술, 직류배전기기 제작기술, 실증, 법류 및 표준시험 등을 정의하고 있다.
한전도 올해까지 저압 장거리 직류 배전의 필요성과 경제성을 분석하고, 최적의 저압 직류 표준전압 및 공급방식을 도출할 예정이다. 더불어 2016년부터 2020년까지 저압 직류배전 실증 및 상용화 연구를 추진, 직류배전 보호 및 접지기술 개발과 직류배전기기 개발 및 표준화, 저압 직류배전망 설계·구축·실증·상용화에 매진할 계획이다.
이 밖에 전자정보통신산업진흥회를 중심으로 주거형 건물의 직류배전 표준 확보를 위한 ‘직류배전 실증 포럼’이 발족하는 등 업계의 대응도 이뤄지고 있다.
국내 뿐 아니라 해외에서도 직류배전에 관한 연구는 활발히 진행 중이다.
미국 전력연구센터(EPRI)는 2000년도에 전 세계 10% 수준이던 직류부하가 디지털기기 확대로 2020년에는 전체부하의 50%에 도달할 것이라는 예상을 내놓은 바 있다. 미국 로렌스버클리 국립연구소(LBNL)도 태양광시스템과 주택용 부하를 가정한 직류배전 시험을 통해 태양광 사용 고객은 5%, 에너지저장장치 추가시 14%의 에너지를 절감할 수 있다는 연구결과를 도출했다.
하지만 직류배전 활성화에 앞서 해결해야 할 숙제도 만만치 않다.
현재 국내에는 직류배전에 관한 규정이 없다. 이 때문에 설비 사양 등에 대한 규격도 명확하지 않다. 업체들이 제품을 개발하더라도 제대로 된 인증 조차 받을 수 없는 실정인 셈이다.
시장 수요가 없는데다가 직류배전 기반이 마련돼 있지 않은 탓에 직류부하를 이용하는 제품도 많지 않다. 상용화까지 적지 않은 시간과 과도한 초기투자비가 소요될 것으로 전망된다는 게 업계의 전언이다.
이와 관련 전문가들은 “교류계통 중심의 인프라가 구축돼 있는 광역 계통이 아니라 분산전원과 가까운 영역으로 대상지역을 축소하고, 저압선로를 중심으로 공급범위를 늘려가야 한다”고 조언한다.