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[태크 인사이드]IoT 이용 전력보호 시설 구축

김주철 교수 한국폴리텍Ⅲ대학 춘천캠퍼스 전기과

정부의 2030 신재생에너지 설비 확대정책에 힘입어 한국전력이 신재생 분야에 10년간 21조원 규모의 투자계획을 발표하는 등 대규모 투자가 이뤄지고 있다. 이러한 신재생에너지는 태양광, 풍력, 조력 등의 발전원 그리고 전력변환 장치 PCS(Power Conditioning System), 에너지 저장장치 ESS(Energy Storage System) 등으로 구성된다. 이 중 ESS는 전기에너지를 저장한 후 필요할 때 쓸 수 있는 전기에너지 저장장치다. 날씨나 시간의 변화에 따라 전력 생산이 일정하지 않은 신재생에너지의 단점을 해결하기 위해 없어서는 안 될 중요한 장치라 할 수 있다. 하지만 이처럼 필수 장치인 ESS에서 화재 사고가 빈번히 발생하고 있다. 2017년 8월 전북 고창에서 발생한 ESS 화재를 시작으로 약 2년간 총 28건의 화재가 발생했다.

이 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 방법으로 'IoT(Internet of Thing) 기술' 적용이 대두되고 있다. 1999년 캐빈 애쉬튼의 저서 'IoT의 이해'를 살펴보면 IoT는 '사물에 센서를 부착해 인터넷을 통해 실시간으로 사물이 데이터를 주고받는 환경'이라고 정의했다. 예를 들어 가정에 IoT 기술이 적용된 도어 캠과 스위치, 청소기, 공기청정기가 있다면 집주인이 퇴근 후 집에 도착했을 때부터 '사물 간 상호 데이터 교류'가 이뤄진다. 도어 캠이 집주인을 확인해 자동으로 현관문을 열어주고, 스위치에 신호를 보내 조명을 밝히는 것은 물론 로봇청소기 및 공기청정기가 동작하게 되는 것이다.

이를 ESS에 적용해 보자. ESS 전체를 집으로 가정해 장치를 구성하는 배터리와 배터리실, 전력변환 장치와 외함 등을 가정 내부에 위치한 사물로 보고 센서를 각각 설치하는 것이다. 만약 ESS에서 고장이나 화재 발생으로 인한 비상 사태가 발생할 경우, 각각의 센서는 자동으로 상호 데이터를 교류해 시스템을 제어하고 보호할 것이다. 집주인이 귀가했을 때와 같이 말이다.

다행히 대한민국은 고차원 무선 통신 기술을 활용해 이미 신재생에너지 시스템을 무선으로 제어하거나 모니터링할 수 있는 IoT 기술을 갖췄다. 여기에 화재 안전을 위한 기능까지 도입한다면 최근까지도 자주 발생한 ESS 화재를 예방할 수 있는 신재생에너지 통합제어 보호시스템을 구축할 수 있다. 그리고 이를 위해서는 IoT 기술의 표준 및 통신 프로토콜의 정립이 먼저 필요하고 적극적인 기술 개발이 뒷받침돼야 할 것이다. 이 밖에도 제품 설치 전 안전검사가 필수적으로 이뤄질 수 있도록 추가적인 제도가 마련돼야 할 것이다.

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