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74 | Journal of the Electric World |
; 電력질주
국내 최초 에너지 자립섬 ‘가사도’
전라남도 진도군 조도면에 위치한 섬 가사도. 이 섬마을 방문하려면 하루에 왕복 1차례 밖에 없는 배편을
이용해야 한다. 특별한 일이 아니고서야 방문할 마음조차 쉽사리 먹기 힘든 그러한 전형적인 섬마을이다.
이러한 섬마을에 일대 대변혁의 바람이 불기 시작했다. 지난 2012년 이후 정부와 한국전력공사가 추진하고 있는
마이크로그리드(MG)를 이용한 에너지 자립섬 시범단지로 자리매김했기 때문이다.
햇빛과 바람만 있으면 에너지 생산부터 저장까지 충분電력질주
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+ 국내 최초 에너지 자립섬 ‘가사도’
첨단 마이크로그리드 기반, 에너지 자립섬 준공
신재생에너지로 상시 부하 100% 공급, 발전 연료비 및 CO2 배출 획기적 절감
에너지 자립섬이란, 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 배터리 등을 이용해 필요한 에너지를 스스로 생산
하여 사용할 수 있는 섬을 말한다.
한전은 지난해 10월 관계자들이 대거 참석한 가운데 전라남도 진도군 가사도에서 국내 최초 에너지관리
시스템(EMS ; Energy Management System) 기반의 ‘에너지 자립섬 준공식’을 가졌다.
가사도 에너지 자립섬은 국내 최초로 에너지관리시스템(EMS)을 기반으로 한 마이크로그리드(MG)1) 기
술이 적용되어 스스로 친환경에너지의 효율적 생산, 저장 및 소비가 가능한 특징을 가지고 있다.
이를 위해 한전 전력연구원은 신재생에너지로 상시 부하전력 100% 공급, 발전 연료비와 CO2 50% 절감
을 목표로 섬 전체에 걸쳐 풍력발전 400kW, 태양광발전 314kW, 배터리 3MWh의 설비를 설치하여 안정
적 전력공급 체계를 구축했다. 한편, 섬 전체의 발전량과 부하량 예측, 배터리의 충·방전관리 및 분산전원
의 자동제어 등이 가능한 최적의 에너지관리시스템(EMS)을 개발하고, 이에 대한 실제 전력계통에서의 실
증도 성공적으로 완료했다.
｜기사도에 구축된 에너지저장장치｜
1) 마이크로그리드(Micro-Grid, MG) : 소규모 지역에서 자체적으로 전기를 생산·저장·소비하는 전력망. 전력계통 연계 여부에 따라 독립형과
계통 연계형으로 구분.
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; 電력질주
전력분야 에너지 신산업 기술 세계시장 수출 활성화 초석 다져
가사도 마이크로그리드 모델은 2013년 9월말 한전이 캐나다 온타리오주 PowerStream社와 북미지역 마
이크로그리드 시장에 공동 진출하기 위해 캐나다에 구축·실증하기로 합의한 마이크로그리드 시스템의 모
태로서 전력분야 최초로 에너지 신산업 기술의 해외 선진시장 수출 성과를 거둔 바 있다.
한전은 이번 신재생에너지 기반의 에너지 자립섬 모델을 국내도서에 확대 보급하는 한편, 관련기업과의
해외 시장 동반진출 또한 적극 추진해 나갈 예정이다.
향후, 가사도 마이크로그리드 모델을 바탕으로 국내 120여개 섬 지역에 ‘녹색 에너지 자립섬’ 구축을 확
대해 기존 디젤발전기 사용을 최소화함으로써 연간 약 160억 원의 전력공급 비용과 CO2 배출량을 획기적
으로 절감하고, 국내 관련기업과 협력하여 전 세계적으로 급성장 중인 해외 마이크로그리드 시장에 적극
진출함으로서 완성도 높은 국내 마이크로그리드 시스템에 대한 신뢰도를 더욱 높여나갈 계획이다.
신재생에너지로 전기 생산, ESS로 저장
가사도에는 170여 가구, 290여명이 거주하고 있으며 평균 부하량은 95kW이다. 가사도에 구축된 EMS
｜배치도｜
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+ 국내 최초 에너지 자립섬 ‘가사도’
용량은 3MW로, 100% 충전될 경우 가사도 주민들이 전력 걱정 없이 하루 24시간 사용이 가능하다.
가사도의 기상현황을 살펴보면, 평균 풍속은 5.8m/s이며, 평균 일사량은 3.88kWh/㎡이다. 이번에 구축
된 설비는 ▲운영시스템(EMS) ▲인버터 ▲배터리 ▲풍력 및 태양광 1,2단지 ▲태양광 3단지 ▲태양광 4단
지(수상태양광)이다.
< 구축설비 제원 >
설 비 규 격 특 징
운영시스템 SCADA+EMS Application 신재생 예측, SOC관리
인버터 500kVAx2대, 250kVAx1대 Grid Forming, PQ운전
배터리 3MWh 리튬이온, 1C rate풍력발전기 100kWx4대, PMSG 출력제한, LVRT
태양광발전기 314kW(8개소) 출력제한, 수상태양광
디젤발전기 100kWx3대 Droop 운전
수요관리 상수도 탱크, 에어컨 신재생 잉여출력시 제어
가사도 선착장에서 5분정도만 걸으면 언덕에 위치한 마이크로드리드센터에 도착할 수 있다. 섬 내 발전
설비 현황판, 인버터, 에너지저장장치(ESS) 등의 설비가 자리 잡고 있으며, 중앙제어실에 들어서면 총 전
력소비, 전력수요 부하, 신새쟁에너지 발전량 등이 한눈에 들어온다.
｜가사도 마이크로그리드 운영시스템 및 EMS｜
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; 電력질주
현재 가사도는 섬 내 사용 전력의 80%를 태양광과 풍력 등 신재생에너지로 충당하고 있으며, 일사량이
좋은 날의 경우 태양광 발전만으로도 전력공급이 가능하다. 생산되는 전력량이 전력 수요 부하를 웃돌 경
우 나머지 전력은 자연스럽게 에너지저장장치로 저장된다.
마이크로드리드센터를 나와 언덕 쪽으로 발걸음을 돌리면 풍력발전기의 모습이 눈에 띈다. 100kW급 풍
력발전기 4기가 전기를 생산한다. 소음 피해에 대한 주민들의 우려를 반영한 모델이라, 현재 국내에 설치
된 풍력발전기(2~3MW급)에 비해 규모는 작다.
가사도가 에너지 자립섬으로 탈바꿈하면서 발전비용도 크게 절감됐다. 기존에 디젤발전기를 사용했을
때는 발전연료비와 유지보수비로 8억 6000만 원을 사용해 연간 7억 원 정도의 적자가 났다. 하지만 마이크
로그리드를 구축한 이후 발전연료비가 절반 이상 줄어 연간 3억 2000만 원 정도를 절감하게 됐다.
가사도 마이크로그리드에는 92억 원이 투입됐다. 한전은 42억 원 정도면 가사도 규모에 맞는 신재생에
｜가사도 전경(태양광 및 풍력 발전기)｜
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+ 국내 최초 에너지 자립섬 ‘가사도’
너지 시스템을 운영해 20년 정도면 손익분기점을 맞출 것으로 보고 있다. 특히, 가사도 마이크로그리드 운
영 노하우를 바탕으로 캐나다, 중동/중남미지역에 태양광, 풍력 등 신재생에너지 생산 시스템을 수출할 계
획이다.
가사도는 한전이 에너지 자립섬을 통해 성공사례를 만들었다는 점에서 큰 의미가 있다. 세계 최고 수준
의 기술을 보유한 한전과 국내 기업들이 힘을 모아 동반 진출할 수 있는 새로운 수출 길이 기대된다.
｜기사도 내 수상태양광설계｜
