선진국형 전력 공급 인프라 구축을 위한 직류 전압 활성화와 당면 과제

직류 전압 활성화란?

직류 전압 활성화의 원리:

직류 전압 활성화(Direct Current Voltage Activation)는 전력 시스템에서 직류(DC)를 활용해 에너지 효율성을 극대화하고 손실을 최소화하는 기술입니다. 전통적으로 교류(AC)가 사용되던 전력망에서 DC는 변환 과정의 손실을 줄이고, 신재생 에너지원 및 전기 저장 장치와 더 효과적으로 연계할 수 있습니다. 이 기술은 전력 변환기를 통해 안정적인 DC 공급을 보장하며, 직류-직류 변환 또는 직류-교류 변환을 통해 다양한 부하에 맞춘 전력 공급이 가능합니다.

한전 직류 활성화 선언 from. MSN

직류 전압 활성화 기술:

주요 기술은 다음과 같습니다:

1. 고효율 전력 변환기: 직류 배전망의 중심 장치로, 신재생 에너지원과 DC 시스템 간 변환 손실을 최소화합니다.
2. 직류 차단기 및 보호 장치: 직류 시스템의 안정성을 높이기 위해 단락 사고와 과부하에 대응할 수 있는 고속 차단 기술이 개발되고 있습니다.
3. 운영 시스템: 에너지 관리, 전압 조정, 상태 모니터링 등을 포함하는 통합 관리 시스템으로 효율적인 직류망 운영을 지원합니다​.​​
   기술의 장점:
4. 에너지 효율성: DC는 변환 손실이 적어 에너지 저장 시스템(ESS), 태양광 및 풍력 발전과의 연계 시 효율을 극대화할 수 있습니다.
5. 신재생 에너지 연계: DC는 태양광 및 배터리 등 자연적으로 DC를 사용하는 에너지 자원과 직접 연결이 가능해 효율적입니다.
6. 인프라 최적화: 기존 교류 인프라 대비 배선 및 장치 크기를 줄이고, 장거리 송전에서도 손실이 적습니다.​​
   기술적용의 과제:
7. 기술 비용: 초기 투자 비용이 높으며, DC 변환기와 차단기 등 고도화된 장비 개발 및 설치가 필요합니다.
8. 표준화 부족: 직류 배전망에 대한 국제적 표준화가 아직 초기 단계로, 호환성과 확장성에 한계가 있습니다.
9. 운영 복잡성: 직류망은 기존 교류망 대비 전압 조정 및 보호 체계가 더 복잡합니다​​.

국내 변환 계획:

한국전력은 국내에서 직류 전압 활성화를 위해 다양한 실증 사업을 진행하고 있습니다. 예를 들어, 전북 고창의 전력시험센터에서는 ±750V의 저압 직류 배전망을 시험하며, 장거리 저부하 교류 송전선을 대체하는 연구가 수행되고 있습니다. 또한, 전남 진도군 서거차도에서는 태양광 및 풍력 에너지를 활용한 "DC Island" 프로젝트를 통해 독립형 직류 배전망을 구축하였습니다​.

국내외 개발 현황:

• 국내: 한전은 2015년부터 도서지역에서 직류 배전망을 도입하고, 저압 및 고압 직류 배전 기술 개발을 위한 연구를 진행 중입니다. 또한, 특고압 직류 기술을 통해 데이터센터와 전기차 충전소 등 대용량 수용가를 목표로 기술 개발을 확대하고 있습니다.

LS산전HVDC기술확보 from.이데일리

국외: 독일, 핀란드 등은 직류 배전망 실증 사업을 통해 신재생 에너지 연계 기술을 고도화하고 있으며, ABB와 같은 글로벌 기업은 상용화된 직류 배전 제품을 개발하고 있습니다.​​​

직류 전압 활성화는 에너지 전환의 핵심 기술로, 지속적인 연구와 투자를 통해 향후 에너지 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.