국내최초, 국내유일의 중대형 태양광인버터 성능검사기관으로 활약

이 주 야 기자

한국전기연구원 김 응 상 스마트배전연구센터장

1962년 6월 21일생. 숭실대학교 전기공학과 공학박사. 24년째 태양광 풍력 전력저장 및 직류배전 등 분산형 전원의 전기시스템 인티그레이션 및 배전계통연계 분야의 연구개발을 통해 국내외 관련 기술 기준작업 및 성능시험 설비구축을 통한 기업지원에 혼신의 노력을 다하고 있다.

전기전력산업 전 분야에 걸쳐 전력수급정책, 전력수요관리, 전자기환경기술, 스마트그리드기술 등 공공의 이익에 관련된 분야에서 훌륭한 성과를 거둬온 한국전기연구원은 1976년 한국전기기기시험연구소로 시작됐다. 이후 1981년 한국전기통신연구소로 통합됐고, 1985년 한국전기연구소로 발족해 2001년 한국전기연구원으로 개칭한 이래 오늘날까지 전기분야 전문연구 및 시험기관으로서의 역할을 담당해오고 있다.

전기관련 산업발전을 선도하는 탁월한 성과 창출을 통해 세계 최고 기술 및 원천기술 확보를 통한 스마트그리드 사회 구축을 목표로 하고 있는 한국전기연구원은 다양한 원천기술을 개발하고 기업에 이전해 산업발전에 기여하고 있으며, 각종 전기기기에 대한 시험인증기관으로서의 업무도 수행하고 있다.

세계 3대 국제공인기관으로서 세계적 경쟁력과 신뢰성 확보

한국전기연구원의 스마트배전연구센터는 스마트그리드 구축 및 배전수용가 시스템 전반에 대한 설계, 운영 및 제어 기술에 대한 실용화 및 상용화를 목적으로 연구, 개발업무를 수행하고 있다. 주요 연구분야는 신재생에너지원을 포함한 배전시스템 설계 및 운영시스템 개발, 계통연계 및 독립형 마이크로그리드 관련기술 개발 등이며, 최근에는 대용량 신재생에너지원(태양광, 풍력)과 전력저장장치의 성능평가 설비 구축과 같은 기업지원형 과제, DC 배전 시스템 연구와 같은 미래지향형 연구에도 관련분야 최고의 인력들이 힘을 합쳐 최선의 노력을 기울이고 있다.

전기연구원은 전기분야에 대한 연구와 시험부서가 함께 존재하는 연구기관으로 스마트그리드 신재생에너지원 적용 기술, 대전력시험기술, 반도체소자 기반 펄스전원 기술, 고온초전도에너지저장장치 기술, 나노하이브리드 융합소재 기술 등 세계적으로 경쟁력 있는 선도기술을 개발해 기업체에 적극 지원하고 있다.

전력기기에 대한 국가공인시험인증기관이자 세계 중전기기 산업계의 ‘G10’이라 불리는 ‘세계단락시험협의체(STL)’ 정회원 자격을 획득한, 세계 3대 국제공인기관인 전기연구원의 김응상 스마트배전연구센터장은 “국내 기업의 시험의뢰를 우선 지원하려 노력하고 있기 때문에 국외업체의 의뢰를 제한할 만큼 세계적 경쟁력과 신뢰성을 확보하고 있으며, 전기계측기기에 대한 검교정, 전력기기에 대한 국내 및 국제 표준화, 고전압 대전류 측정에 대한 국가표준 관리 업무도 담당하고 있다”고 소개했다.

중대형 태양광인버터 분야 국내최초, 국내유일의 성능검사기관으로 지정

국내 태양광산업은 2008년을 전후로 소용량 위주에서 중대용량 태양광발전시스템으로 급속한 변화를 맞이했다. 전기연구원은 이러한 국내외 태양광산업 변화를 미리 예측하고 2007년부터 중대형 태양광발전용 인버터(10kW 초과 250kW 이하)에 대한 신재생에너지 설비심사 기술기준 제정 작업을 시작해 2009년에 에너지관리공단 신재생에너지센터에서 운영하는 신재생에너지 설비 인증제도를 위한 공인 규격으로 채택됐다. 또한, 중대형 태양광발전시스템 인증제도를 운영하는데 필수적인 성능평가시험설비 부재의 문제를 해결하기 위해 2007년부터 2009년까지 전기연구원 일반사업으로 250kW급 태양광인버터 성능평가시험설비 개발 과제를 성공적으로 완료했다.

이에 대해 김응상 센터장은 “현재까지 국내에서 개발된 중대용량 태양광인버터에 대한 연구개발 및 성능평가시험을 수행해 국내 중대형 태양광인버터 보급확산에 밑거름이 됐다”고 평가하면서, “지난 2012년 기술표준원의 중대형 태양광인버터 분야 국내최초, 국내유일의 성능검사기관으로 지정받아 국내 성능시험 및 인증제도의 본격적인 시행을 알렸으며, 지난해 8월부터 42개월에 걸쳐 정부지원으로 2MW급 전력저장설비에 대한 성능시험설비 및 MW급 태양광/전력저장용 인버터 성능시험설비를 구축하고 있는데, 2017년 초부터는 공인시험기관으로서의 성능시험을 수행할 수 있을 것으로 예상된다”고 밝혔다.

대전력시험설비 등 중대형 전기설비에 대한 기술개발 및 성능시험에 대한 부분에서 세계 최고의 경쟁력을 가지고 있는 전기전문 연구 및 시험기관인 전기연구원은 정부출연연구기관으로, 중소기업 육성을 위한 ‘중소기업 기술지원’에 역점을 두고 있다. 이를 위해 중소기업에서 독자적으로 개발하거나 투자하기 어려운 분야를 찾아내 과제로 발굴함으로써 해당 중소기업의 참여를 권장하고, 중소기업에서 필요로 하는 기술을 우선적으로 개발해 지원함으로써 중소기업 발전에 이바지하는 것이 전기연구원만의 독창적인 역할이기도 하다. 

태양광발전시스템의 용량증대 및 용도변화에 맞춰 시험 및 인증의 패러다임 전환 필요

김 센터장은 중국 대비 생산규모, 원가경쟁력, 정부의 금융지원 등에서 불리한 국내 기업의 생존을 위해서는 제조 기술적인 관점에서 무엇보다도 차별화된 고효율 기술을 바탕으로 지역 특성에 맞는 태양광 모듈 제조기술이 우선시돼야 한다고 지적했다.

이어 그는 “최근 중동지역 국가들이 태양광시장 확대를 계획하고 있는데, 고온과 모래바람 등의 극한 환경에서 수십 년 이상 버틸 수 있는 고내구성 모듈이나, 다습한 지역에 적합한 수상용 모듈 개발, 저원가의 신기술을 적용한 박형 태양전지 등의 개발이 태양광 선도기술의 좋은 예가 될 수 있을 것”이라면서, “업체별로 차별화된 제품개발과 독창적인 마케팅 전략을 마련해야 할 것”이라고 조언했다.

김 센터장은 “중국의 경우 태양광 업체의 성장을 위해 매년 내수시장을 확대하고 있는데, 국내 업체 또한 사업의 근원이 되는 내수시장의 확대가 해외진출의 원동력이니만큼 내수시장 확보에 보다 힘을 쏟아야 할 것”이라면서, “타 에너지 산업과의 결합으로 시너지 확보와 사업영역 확대를 통해 새로운 시장을 창출하는 것도 좋은 방안”이라고 피력했다.

즉, 에너지저장장치(ESS)와 결합한 독립 발전형 마이크로그리드나 태양광 홈시스템, 태양광 LED 가로등, 태양광을 이용한 전자기기 등의 새로운 시장진출이 향후 시장점유와 경쟁력 확보에 필수 조건이 될 수 있다.

과거 태양광산업이 중소용량의 주거용 및 상업용 위주였다면 최근에는 스마트그리드 사회의 진입과 신재생에너지원이 새로운 분산발전설비로 자리잡음으로써 대용량 태양광발전시스템이 급속히 확산되고 있다.

김 센터장은 태양광발전시스템의 용량 증대 및 용도의 변화에 맞춰 시험 및 인증 또한 패러다임의 전환이 필요할 때라고 지적했다. 그 한가지 예로, 과거의 소용량 주거용 태양광발전시스템의 경우, 일반인의 접근이 용이하기 때문에 안전성 및 EMC 시험을 가장 중요하게 다뤘다. 그러나 중대형 태양광발전시스템의 경우는 송배전 계통의 전력기기처럼 성능시험 및 계통연계시험이 가장 중요시돼야 한다는 것이다.

국내의 경우 태양광발전시스템 보급이 더딘 이유 중의 하나도 계통운영자의 입장에서는 태양광발전시스템이 계통운영상에 여러 가지 문제를 야기할 수 있고, 신재생에너지발전설비 용량 증가는 계통에 미치는 영향이 커진다는 것을 의미하기 때문에 용량의 변화에 따른 중요 시험항목의 선정과 정확한 공인인증시험을 통해 태양광발전시스템의 신뢰성을 확보하는 것이 최우선이 돼야 향후 태양광산업의 발전을 기대할 수 있다.

수출산업화 잠재력 큰 품목 선정해 국제수준 규격화 지원해야

한편, 2012년 유럽의 경제위기와 세계 경제 성장률의 하락은 태양광산업에 큰 타격을 주었다. 과거 태양광산업의 최대의 수요처 역할을 해 오던 유럽이 태양광 지원금을 줄여나가면서 시장이 위축됐고, 단기호황에 고무된 중국의 태양광 업체들은 정부의 자금지원에 힘입어 시장의 수급상황에서 크게 벗어나는 과도한 투자를 해, 태양광시장은 공급과잉과 가격하락이라는 두 가지의 악재에 직면하게 됐다. 중국업체의 저가공세를 견디지 못한 많은 태양광 셀, 모듈업체들이 태양광산업의 본격적인 성장기에 들어서기도 전에 가동을 멈추거나 공장을 폐쇄하는 등, 현재 구조조정 과정 속에서 힘든 생존경쟁을 하고 있다.

김 센터장은 “이 같은 업계 구조 조정은 향후 태양광시장의 공급과잉 해소의 시작이며, 시장회복의 계기가 될 수 있다고 생각한다”면서, “국내 태양광시장의 활성화 및 국외시장 진출확대는 국내 업계의 노력뿐만 아니라 정부차원의 지원이 뒷받침돼야 가능할 수 있다”고 말했다.

정부는 가치사슬 전반에 걸친 태양광산업의 고른 육성을 위해 지역의 산업여건을 고려한 클러스터를 조성해 취약부분에 대한 기술, 인적자원, 금융부문에 대한 지원을 해야 한다. 또한 기술신뢰성 확보를 위해 대규모 테스트베드를 구축해 설계, 제작, 시험 전반에 걸친 종합적인 기술축적 체계를 확립해야  할 것이다.

특히, 국내 태양광업체에 대해 수출입은행 및 수출보험공사 등을 통해 수출자금지원을 확대하고 세금감면 등 인센티브를 부여해 수출촉진을 위한 금융 및 세제지원을 강화해야 하며, 업체 중심의 국내 인증제도 개선 및 국제표준화 참여도 시급하다.

김응상 센터장은 “수출산업화 잠재력이 큰 품목을 선정해 국제수준의 규격화를 위한 지원을 아끼지 말아야 하며, 신재생에너지 시장확대 추세에 비해 기술개발 및 산업화를 위한 전문인력이 부족한 국내실정을 타파하기 위해 현장적응형 인력육성 방안 마련에 힘써야 한다”는 의견도 제시했다.

SOLAR TODAY 이 주 야 기자 (st@infothe.com)

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