AI와 빅데이터 활용한 신재생에너지 확산 인프라 기술 개발한 ETRI

태양광 유지관리·소규모 전력중개·에너지저장장치 연계 기술
재생에너지 보급 확대, 지능형 플랫폼 서비스 활용 기대

국내 연구진이 인공지능(AI)과 빅데이터를 바탕으로 신재생 에너지를 확산할 수 있는 플랫폼을 개발했다.

이 플랫폼은 신재생 에너지를 효율적으로 관리하고 적재적소에 활용할 수 있는 인프라 기반 기술과 신산업 지원 상용화 기술을 활용했다. 이로써 향후 친환경 에너지 활용을 확산하고 부가가치를 높이는데 도움을 줄 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 신재생 에너지를 효율적으로 관리하기 위한 목적으로 태양광 발전소 전 주기 관리 및 유지보수를 위한 모니터링 플랫폼 기술, 소규모 분산 에너지 전력중개사업자 플랫폼 기술, 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System) 기술 등 3종을 개발했다고 11일 밝혔다.

신재생에너지의 확산 계획에 따라 기후 특성상 발전량 예측이 어려운 태양광 기술을 실시간으로 통합 모니터링하는 기술의 중요성이 커졌다. 또한 설비 폐기 전까지 전 주기에 걸쳐 발전 성능을 최대로 유지하며 경제성을 높이는 기술의 필요성도 높아졌다.

ETRI가 개발한 태양광 발전소 관리 및 유지보수를 위한 모니터링 플랫폼 기술은 빅데이터를 기반으로 태양광 발전소의 발전량 예측부터 자동복구, 폐기진단까지 전 단계에 걸쳐 운영관리를 최적으로 수행할 수 있는 지능형 플랫폼 기술이다.

ETRI 연구진은 전국 3,000여 개 태양광발전소를 대상으로 개발된 모니터링 기술에 대한 실증작업을 수행했다. 연구진 기술로 각 발전소의 운영현황에 대한 실시간 수집 및 모니터링을 통해 관리 및 유지보수를 위한 빅데이터 기반 분석작업 수행이 가능하다. 이에 따라 이상 징후를 선제적으로 파악하는 것은 물론, 자동으로 문제점을 복구하며 발전소 수명이 다하기까지 최대 성능을 내도록 돕고 있다.

소규모 전력중개 플랫폼 기술은 전력중개 사업자들이 분산에너지 자원을 모아 전력시장에 거래할 수 있도록 지원하는 신사업 운영시스템 기술이다. ETRI 연구진은 중개사업자가 소규모 전력을 모아 집합자원 단위로 거래할 수 있도록 운영시스템을 개발했다. 특히, 태양광 발전량 예측 기술을 도입해 안정적인 전력시장 입찰을 돕도록 만들었다.

이를 통해 사업자가 불확실성을 감소하면서 운영을 더 유연하게 진행토록 지원 중이다. 해당 기술을 이전받은 지역 기업은 내년 상반기에 본격 서비스에 나선다는 계획이다. 또한, 연구진과 전력거래소가 추진한 재생에너지 예측제고 정산금 제도에 반영되었으며 관련 규칙개정과 시스템 반영 절차를 거쳐서 2021년 4월 본격 시행될 예정이다.

그리드 안정화용 태양광발전-에너지저장장치(ESS) 최적연계 기술은 태양광발전 전력을 에너지저장장치와 연계, 최적으로 운영할 수 있도록 하는 기술이다. 태양광발전기가 단일로 존재할 경우, 발전량이 들쭉날쭉해 안정적인 운영이 어렵다. 이에 에너지저장장치로 잔여 전력을 저장해 필요한 시점에 공급해야 하는데 장치 단가가 비싸고 종류도 다양해 구축이 힘들다는 단점이 있었다.

연구진은 발전 정도를 최적화하고 출력을 안정화하기 위한 관련 지표와 운영 방안 설계 구조, 평가 툴 등을 개발했다. 태양광 용량에 따라 적절한 에너지저장장치 용량을 산출하고 운영에 따라 출력 에너지가 전력망에 얼마나 영향을 미치는지 안정도를 평가하기 위한 기술이다. 특히, 분산자원 그리드 안정화 지표 는 국내 최초로 단체 표준으로 제정되어 신재생발전 단지를 운영하는데 많은 활용이 이뤄질 것으로 기대된다.

연구진은 그간 마이크로그리드 최적 운영, 에너지 데이터 분석 모니터링 등 사물인터넷(IoT), AI 기반 기술을 연구해오며 성과를 낼 수 있었다고 밝히며, 본 기술들은 현장에 바로 구축, 동작할 수 있어 태양광을 소유한 국민, 재생에너지사업자 등 민간 참여를 기대할 수 있다는 관점에서 의미가 크다고 전했다.

ETRI 이일우 에너지·환경ICT연구단장은 “재생에너지 전환과 그린뉴딜 정책 정합성을 고려해 국민 참여를 확대하는 신산업 기반 확보와 신기술 개발을 지속 발굴하여 추진하겠다”고 말했다.

연구진은 향후 AI 에너지 융합 적정기술, 에너지 디지털 트윈 기술, 양질의 에너지 데이터 댐 등 디지털 에너지 인프라 및 응용 기술과 공장, 스마트시티 등에 쓰이는 에너지 융합 플랫폼 기술을 개발해나갈 계획이다.

한편, 본 기술은 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 '소규모 분산자원 중개시장서비스 상용화 기술 개발 및 실증' 사업의 일환으로 개발되어 기업체 기술이전 5건, SCI급 논문 8건, 국제표준기고서 10여 건, 국·내외 특허 출원 39건 등 성과를 냈다.