[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전력 전력연구원(원장 김태균)은 한전 내에서 기술개발의 구심점 역할을 수행하는 기관이다. 뿐만 아니라 중장기 연구개발계획을 통해 우리나라 경제 발전에 많은 공헌을 해왔다.
에너지 전환, 디지털 뉴딜·그린 뉴딜 등 전 세계적 에너지 패러다임의 급격한 변화 속에서 우수한 연구조직·기관의 필요성은 더 이상 언급할 필요가 없다. 이같은 상황에서 전력연구원이 세계 최초로 전력 소프트웨어 공용플랫폼을 개발, 전사에 확대 적용했다는 사실은 한전 전력연구원의 우수성을 충분히 입증한다고 할 것이다.
CO2 포집플랜트 1만시간 실증, 온실가스 배출없는 친환경 수소생산기술 등 친환경 분야에서 많은 성과를 거두고 있으며,  디지털 변전소, 로봇·드론 기술, 온실가스·미세먼지 감축 기술 등 전력연구원의 연구개발 영역은 우리의 실생활과도 밀접하게 연관돼 있다.
본지는 2021년 신년특집호를 맞아 미래를 대비한 전력연구원의 주요 연구들과 비전을 지면에 담았다.

▲ 다양한 신재생에너지 기술 개발

전력연구원은 재생에너지 3020 로드맵에 발맞춰 신재생에너지 확대를 위한 신기술 발굴에 앞장서고 있다. 태양광, 풍력과 같은 에너지원에 대한 연구 뿐만 아니라, 재생에너지 확대에 따른 전력품질 저하도 고려해 에너지의 생산과 소비까지 이어지는 전체 가치사슬을 매끄럽게 하나로 묶는 연구개발을 수행하고 있다.

육지에 대규모 단지 건설의 어려움과 환경 조화를 고려, 해상풍력 기술개발에 집중한 전력연구원은 석션버켓 해상풍력시스템을 개발, 2017년 미국토목학회로부터 풍력 분야 우수 프로젝트상을 수상하는 성과를 거두었다. 전력연구원이 개발한 석션버켓 해상풍력시스템은 해상풍력발전기 기초구조물에 펌프를 이용해 구조물 내·외부 수압 차이만을 이용해 하부기초를 설치하는 기술이다. 설치시간을 8시간 가량 감소시킬 수 있으며, 서남해 해상풍력 발전단지의 지지구조에 적용하면 기존 기술 대비 1500억원의 건설비용 절감도 가능하다. 뿐만 아니라 해상풍력단지의 개발이 해양환경에 끼치는 영향을 평가할 수 있는 해상풍력 환경모니터링 시스템도 구축했다.

햇빛과 바람에 영향을 받는 재생에너지가 증가하면 전기품질이 저하되고 전력계통의 수용도도 감소한다. 전력연구원은 재생에너지의 간헐적 출력 특성이 전력계통에 끼치는 영향을 최소화하기 위해 인공지능 기반의 실시간 전력계통 운영시스템과 가스터빈, 에너지저장장치 등 전력계통의 유연성 제공 자원을 연구개발 중이다.

차세대 에너지저장장치(ESS) 개발을 위한 그래핀 슈퍼커패시터 대용량 모듈, ESS 진단 및 운용 신뢰성 향상, 망간전지 기반의 이차전지 개발 등 다양한 ESS 성능개선연구를 진행하고 있다. 또한 전지를 활용한 전기화학적 ESS는 용량이 증가할수록 비용이 증가하고 운영 난이도가 올라가는 단점을 보완하기 위해 해수양수발전 연구도 계획 중이다.

▲ '허브팝'…  4차 산업혁명 본격화

신재생에너지 확대는 날씨·기후에 영향을 받기에 시간 단위로 에너지발전량이 달라진다. 이는 기존의 발전방식과는 새로운 방식의 전력산업이 확대되고 있다는 의미이기도 하다.

전력연구원은 이를 뒷받침할 수 있는 디지털 전환 기술을 활용한 송변전, 배전 기술을 개발하고 있다. 기존 설비들의 디지털 전환을 통해 소비자와 에너지 생산자가 소통하고 인공지능과 빅데이터를 바탕으로 전력사고를 사전에 방지, 안정적인 전력품질을 확보해 나간다는 복안이다.

차세대 배전시스템인 ADMS(첨단 배전 관리시스템)를 개발하고 있으며, AMI(지능형전력계량시스템) 및 AMI 인프라 구축에 활용되는 사용되는 무선통신칩도 자체 개발을 완료했다.

또한 4차 산업시대에 발맞춰 인공지능, 빅데이터 소프트웨어 및 플랫폼을 개발했다. 4차 산업혁명이 화두로 떠오르기 전 이미 인공지능, 빅데이터 분야 연구를 진행하고 있었던 전력연구원은 2009년 소프트웨어 자체 기술 개발의 중요성을 인식하고 소프트웨어센터를 설립했으며, 2018년에는 전력산업 분야에 활용할 수 있는 소프트웨어 개발 플랫폼인 허브팝 개발을 완료했다.

허브팝은 전력연구원이 보유한 전력계통 운영 노하우와 인공지능, 빅데이터, 클라우드, 사물인터넷 기술이 결합된 플랫폼 서비스다. 허브팝은 에너지 산업 소프트웨어 개발에 최적화된 환경을 제공하고, 한전이 쌓아온 전력산업 운영 경험으로 양질의 인공지능 알고리즘을 제공할 예정이다. 전력연구원은 클라우드, 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등의 기능이 포함돼 있는 R&D 통합 플랫폼 허브팝을 외부 개발자들도 활용할 수 있도록 개방, 전력분야 새로운 생태계를 창출할 계획이다.

▲ 분권적 전력망으로의 변화

전력산업은 끊임없이 변화하고 있다. 기존 화석연료를 기반으로 한 대용량 발전에서 신재생에너지 풍력, 태양광과 같은 분산전원으로 시스템이 바뀌고 있고, 전력계통과 전력설비들도 이에 발맞춰 변화하고 신규 인프라의 건설이 필요하다.

4차 산업혁명의 영향력이 점점 더 커지고 있는 현실에서 전력연구원은 메가 트렌드를 파악하고 친환경 에너지 신기술 발굴에 매진한다는 예정이다. 거대한 변화의 물결에 휩쓸리지 않고, 핵심기술이 어떤 것인지 항상 고민하고 정도를 걷는 연구원이 되겠다는 것이다. 또한 한전의 기업 부설 연구기관인 만큼 전력산업의 비전과 한전 경영방침을 지속적으로 확인하고, 전력산업 내부 뿐만 아니라 다양한 배경을 가진 사회 구성원들과 유기적인 협조 체계도 구축할 방침이다.

전력연구원 관계자는 "전력연구원은 전력산업의 미래를 보장하는 목표를 달성하기 위한 모든 전력 분야 기술의 집합소가 될 것"이라면서 "미래의 분권적 전력망으로 변화하는데 필요한 역할과 기술을 모색하고, 전력산업과 국가 경제의 발전, 그리고 전력소비자인 국민의 행복한 삶을 위해 계속 전진해 나가겠다"고 말했다.

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