태양광의 걸림돌로 떠오른 계통 인프라

인버터

inverter

인버터는 태양광 모듈이나 배터리에서 나오는 직류(DC) 전기를 전력계통과 가전기기가 쓰는 교류(AC)로 바꿔 주는 장치입니다. 국내 계통 주파수는 60 Hz이므로, 계통에 연결되는 인버터는 계통의 전압과 60 Hz 주파수에 위상을 맞춰 전류를 내보내야 합니다. 단순 변환뿐 아니라 모듈 어레이가 가장 많은 전력을 낼 수 있는 전압·전류 지점을 계속 찾아가는 최대전력점 추종(MPPT), 계통 이상 시 분리하는 보호 기능, 발전량 계측·통신 기능도 함께 수행합니다. 최근에는 계통 안정화를 위해 무효전력 제어나 주파수 변동 시 출력 조정 같은 기능이 접속 기준으로 요구되기도 합니다. 실무에서는 모듈 용량(kWp)과 인버터 정격출력(kW)의 비율(DC/AC ratio), 최대 입력전압(V), MPPT 채널 수, 변환효율(%)을 보고 기기를 선정합니다.

계통연계

grid connection

계통연계는 발전설비나 저장장치, 부하를 전력회사가 운영하는 송·배전망(계통)에 물리적·전기적으로 연결하는 것을 말한다. 단순히 선을 잇는 것이 아니라 전압, 주파수, 위상을 계통과 일치시키고 사고 시 자동으로 분리되는 보호장치를 갖춰야 한다. 태양광이나 풍력 발전소를 지어도 계통연계가 되지 않으면 생산한 전력을 판매할 수 없기 때문에, 발전사업 인허가 절차에서 가장 중요한 관문 중 하나로 취급된다. 실무에서는 사업자가 전력회사에 접속 신청을 하고, 전력회사가 해당 지점의 여유 용량과 보강 필요 여부를 검토해 접속 가능 용량과 공사비 분담을 통보하는 순서로 진행된다. 연계 전압 등급은 설비 용량에 따라 달라지며, 소규모는 저압, 대규모는 특고압·송전 계통에 연결된다.

변전소

substation

변전소는 전압을 올리거나 내리고, 전력의 흐름을 나누거나 차단하는 계통 설비다. 발전소에서 나온 전기는 송전 손실을 줄이기 위해 345kV, 154kV 같은 높은 전압으로 보내지는데, 이를 그대로 가정이나 공장에 넣을 수 없으므로 단계적으로 낮춰야 한다. 이 전압 변환을 담당하는 것이 변압기이고, 변압기와 차단기·개폐기·모선 등을 한곳에 모아 놓은 시설이 변전소다. 변전소는 전압 변환뿐 아니라 고장 구간을 끊어내는 보호 기능, 여러 선로로 전력을 배분하는 분기 기능도 함께 맡는다. 실무에서는 신규 발전소나 대규모 수용가(데이터센터, 산업단지)를 계통에 연결할 때 인근 변전소의 여유 용량(MW)이 접속 가능 여부를 좌우하는 경우가 많다.