[인더스트리뉴스 권선형 기자] 태양광발전시스템은 환경요인과 시스템 손실이 가장 큰 단점으로 꼽히는 발전설비로 작은 하나의 요인으로 전체 시스템의 중단을 초래하기도 한다. 고장이나 손실이 발생하는 요인으로는 태양광모듈, 스트링 어레이 결함, 오염과 열화, MPPT 알고리즘 오작동, 시스템 결함, 시공 결함 등 다양하게 분포돼 있다. 이러한 요인들은 지속적인 유지관리를 통해서 최소화되고 이를 통해 최대 수익을 달성할 수 있다. 태양광발전설비의 유지보수 산업이 성장하고 있는 이유다.

엠알티 선기주 대표는 “자체 개발한 유무선 통합 단말기를 적용한 유지관리 솔루션과 접속함이 지속적인 전력생산을 향상시키고 있어 발전사업자들에게 호응을 얻고 있다”고 말했다. [사진=인더스트리뉴스]

그 중심에 태양광발전 모니터링 솔루션과 접속함 전문기업 엠알티가 있다. 엠알티는 태양광 유지보수를 위한 유무선 원격통신 단말기부터 데이터 취득을 위한 센서 등의 하드웨어와 모니터링 진단을 위한 소프트웨어를 자체 개발해 공급하고 있다. 모니터링시스템과 접속함에 관련해 현재까지 50개 이상의 KS인증 제품을 확보했고, 현재 약 4만개의 운영설비와 4,000여개 발전소를 관리하고 있다. 코로나 19에도 2020년 매출이 2019년 대비 약 2배를 기록한 데 이어 지난해에도 매출이 늘어나는 등 꾸준한 성장세를 보이고 있다.

엠알티 선기주 대표는 “초기 태양광 시장은 보급 위주의 정책으로 성장해 모듈이나 인버터와 같은 주요 설비들의 자체 효율에 중점을 둔 반면, 현재는 운영과 관리의 효율성을 통한 지속적이고 안정적인 발전 수익 확보로 중심축이 이동했다”며, “엠알티는 자체 개발한 유무선 통합 단말기를 적용한 유지관리 솔루션과 접속함을 통해 지속적인 전력생산을 향상시키고 있어 발전사업자들에게 호응을 얻고 있다”고 말했다.

예방으로 발전량 높이는 유지보수 솔루션

엠알티의 유지보수 솔루션의 목표는 태양광발전소가 지속적으로 발전하도록 지원하는 것이다. 효율성을 높이는 것도 중요하지만 동작 상태 이상으로 인한 에너지 생산의 중단을 미연에 방지하고 신속한 조치를 통해 지속적으로 발전할 수 있도록 지원하는 것이 더 중요하다고 판단해서다.

선 대표는 “지속적인 발전을 유지하기 위해서는 전체 설비와 장비의 동작 상태를 실시간으로 점검할 수 있어야 한다”며, “엠알티의 유지보수 관련 솔루션은 예방적인 측면이 강해 통신상태, 발전상태, 인버터, 접속함, 환경적인 요인 등을 종합적으로 실시간으로 감시해 발전설비에 문제가 생기지 않도록 지원하는 원격 모니터링, 제어시스템을 적용하고 있다”고 말했다.

엠알티의 원격 모니터링, 제어시스템은 유무선 통신 방식으로 설치지역의 제한을 최소화 하고, 실시간으로 로컬, 클라우드, 모바일과 연동해 태양광발전설비의 동작 상태를 파악하고 조치한다. 수배전반-인버터-접속함을 통합한 유무선 원격 모니터링, 제어 서비스 등 효율적이면서 저렴한 운영비가 가장 큰 장점이다. 원격 모니터링은 유무선 통합 통신방식(Ethernet, RS485, Zigbee, LoRa, LTE-Cat.M1)을 통해 설치 장소와 지역제한을 최소화 할 수 있다. 통신장애, 주변장치(CCTV, 공유지, PC 등)과의 통신 충돌을 억제해 설비를 모니터링하고 제어할 수 있다는 장점을 갖췄다.

태양광발전 원격 모니터링, 제어장치의 공통사용자 인터페이스 [자료=엠알티]

선 대표는 “한국에너지공단 REMS, 한국토지공사 LEMS, 서울시 S-REMS 등 관공서 전용 모니터링 시스템에 등록돼 전문성을 인정받았다”며, “모니터링, 진단을 위한 추가적인 비용(인터넷 선로 설치, 공유기 등)이 없고, 전체 설비에 대한 동작 상태를 사용자 중심의 직관적인 UI을 통해서 통계, 분석을 진행할 수 있어 수요자에게도 좋은 평가를 받고 있다”고 말했다.

화재 예방에 특화된 접속함

최근 국내 태양광 시장에서 접속함은 편리와 효율이 강조되면서 저렴한 제품만 찾고 있는 현실이다. 단가를 낮추기 위해 접속함의 양극을 위, 아래 계단식으로 배치해 판매하는 제품과 안전성을 무시하고 편리성 우선의 일체형 접속함을 선호하기도 한다. 때문에 화재의 위험성에 그대로 노출돼 태양광 화재의 90%가 접속함에서 발생하고 있다.

엠알티는 가격과 편의성뿐만 아니라 품질과 안정성에 중점을 둔 접속함을 만들고 있다.

KS 규격에 의한 표준형 모델과 화재 예방 등 안전에 특화된 고급형 모델을 개발해 보급하고 있다. DC 계통 안전성 강화를 위해 프랑스산 개폐기를 사용하고, 화재감지와 공간거리와 연면거리 등을 고려한 최적 구조로 설계하고 온도, 아크, 누설전류 감시 기능을 통해 설비의 화재 예방에 특화됐다.

선 대표는 “모든 접속단자가 퓨즈에 직접 연결돼 합선이나 과전류 시 회로를 차단하고 보호하고, 서지보호기를 통해 서지 과전압과 과전류를 차단해 설비를 보호한다”며, “나아가 모니터링을 위한 장치는 절연형으로 설계하여 화재와 단락 위험을 저감시키고 있다”고 말했다.

1MW 태양광발전소(50kW 인버터 21대) + DER-AVM 연동(왼쪽), 2MW 태양광발전소(50kW 인버터 40대) + 환경센서 [사진=엠알티]

분산자원의 초석 발전량 및 고장 예지 보전 기술

최근 코로나 19와 비계량 재생에너지로 전력수요 변동성이 증가하고 커지면서 전력수요예측과 계통운영이 갈수록 어려워지고 있어 발전량 예측이 중요해지고 있다. 전력거래소에 따르면 코로나19 이후 일반용 전력수요는 감소하고 있는 반면, 재택근무 등으로 가정 수요가 증가하면서 과거와는 다른 전력수요 패턴이 발생하고 있다. 그 결과 전력거래소의 전력수요예측도 지난해 2월에는 최대 350MW나 차이를 보였다. 더욱이 한전 PPA, 자가용 태양광 등 설비용량 파악이 안 되는 태양광도 증가하면서 계절과 기상 변화에 따른 전력수요 변동성도 커지고 있다. 산업부에 따르면 지난해 12월 기준 누적 태양광 설비용량은 22.4GW로 이중 전력거래소를 통해 거래하는 용량은 5.9GW에 그쳤다. 지난해에는 전력거래소가 계량하지 못하는 태양광으로 인해 맑은 날과 흐린 날 태양광 발전량 차이가 같은 시간 기준으로 최대 860MW에 달하기도 했다. 정확한 발전량 예측이 갈수록 중요해지는 이유다.

이에 엠알티는 태양광발전설비 유지보수 솔루션을 기반으로 ‘태양광발전 예지 보전 플랫폼’을 자체 개발하고 있다. AI(인공지능) 기반으로 태양광발전소의 발전 상태와 기상 데이터를 딥러닝 기법으로 분석해 알고리즘을 도출하고, 발전량과 고장 예측을 통해 태양광발전설비의 안정적인 전력생산과 공급을 지원하는 기술이다. 엠알티는 현재 사업성을 검증하기 위해 관리하고 있는 발전소 데이터를 기반으로 기술고도화 중에 있다. 현재 기술개발은 약 80% 정도로 발전량 오차율 3% 미만을 목표로 하고 있다.

능동전압제어 인버터 연동 시스템, 1대의 DER-AVM으로 20대까지 제어가 가능하다. 별도의 추가 장비 필요 없이 기존 RTU 확장 포트를 이용해 제어할 수 있다. [사진=엠알티]

신재생에너지 관련 AI 플랫폼 구축 사업 강화

엠알티는 향후 국내 태양광발전 시장 전망을 긍정적으로 바라보고 있다. 최근 그린뉴딜과 RE100과 같은 정책 등으로 향후에도 재생에너지 중 가장 큰 성장이 전망되고 있기 때문이다. 선 대표는 “좁은 국토라는 한계를 가진 국내 여건상 그린 뉴딜이나 RE100 등의 저탄소 목표 달성을 위해 관리와 운영의 효율성을 확보할 수 있는 태양광 유지보수 대한 요구는 지속적으로 증가하고 있다”며, “오래전에 설치된 저 효율의 노후화된 설비에 대한 리파워링 시장 또한 확대될 것”이라고 말했다.

엠알티는 축적된 핵심 기술들을 바탕으로 향후 신재생에너지 관련 AI 플랫폼 구축 사업을 강화해 태양광 연계형 ESS 수소연료전지발전, LVDC, HVDC 등으로 사업 영역을 확장할 계획이다. 또한 광주첨단산업단지의 AI센터와 집적단지를 활용한 에너지클러스터 연계를 통해 그린뉴딜, 제로에너지빌딩 사업에도 적극 나선다는 구상이다.

선 대표는 “소규모 전력중개, 가상발전소(VPP) 등의 태양광 유지보수 시장이 가시화되면서 에너지 데이터를 가공·분석·서비스 고도화를 위해 ICT, 빅데이터, AI 등의 융합 시장이 형성돼 향후 DC 그리드와 연계되어 새로운 시장이 창출될 것으로 전망한다”고 말했다.

[권선형 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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