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재생에너지 모니터링 시스템, 빅데이터·AI 타고 성장 중
발전효율 높이기 위해 모니터링 시스템 고도화 필수적

[인더스트리뉴스 정형우 기자] 재생에너지 3020 이행계획에 따라 신재생에너지 시장은 지속적으로 확대 중이다. 실제로 국내 신재생에너지 비중은 재생에너지 3020 이행계획 발표 이후 급속도로 높아졌다. 2018~2019년 신규 설치된 재생에너지 설비용량은 7.1GW로 2017년까지 누적설비 용량인 15.1GW의 절반에 달할 정도다. 게다가 2018년은 보급목표였던 1.7GW를 두 배나 초과한 3.4GW를 달성했고, 2019년은 보급목표였던 2.4GW의 약 1.5배에 이르는 3.47GW가 신규로 설치됐다. 2020년엔 4GW를 넘길 것으로 전문가들은 예상하고 있다.

과거에는 모니터링의 역할이 단순하고 한정적이었다. 발전소의 발전 정지, 인버터 고장과 같은 간단한 결함 점검만 가능했으나 현재는 스트링 인버터라면 스트링별 비교는 물론, 같은 지역에 같은 조건의 발전소들과 비교할 수 있어 발전량이 떨어지는 원인 분석도 가능한 모니터링 방식이 보편화 되고 있다. [사진=utoimage]

그중 가장 큰 비율을 차지하는 건 단연 태양광이다. 태양광 시장이 급속도로 커지면서 태양광 모듈, 인버터 등과 같은 기자재들은 같은 시간에 더 많은 전기를 발전할 수 있게 진화하고 있다. 또한 발전효율 증대에 대한 사업주들의 관심이 높아지면서 모니터링 시장 역시 동반 성장하는 추세다.

태양광발전소가 늘어남에 따라 발전사업에 종사하는 사업주들도 늘어나기 시작했고 건설 후 운영경험을 쌓은 발전사업주들은 단순히 발전소 규모 증가를 통한 발전량 증대만으로는 안정적인 수익성 보장과 효율적인 운영에 한계를 느끼는 중이다. 더군다나 지속적인 REC 하락으로 수익성이 악화된 발전사업주들은 조금이라도 발전효율을 높이는 방안으로 발전소 유지관리를 위한 다양한 방법을 선택하고 있다.

재생에너지 모니터링의 이유 있는 발전

태양광발전소는 발전량이 수익과 직결된다. 발전량을 높이기 위해선 모니터링 시스템을 통해 효율적이고 체계적인 관리가 선행돼야 한다. 따라서 태양광 모니터링 기업들은 앞 다퉈 신기술이 포함된 유지관리 항목을 추가해 서비스를 준비 및 제공 중이다. 또한 최근 태양광발전소 O&M을 위해서도 모니터링은 필수로 여겨진다. 모니터링을 통해 발전소의 모든 상황을 확인할 수 있기 때문이다.

과거에는 모니터링의 역할이 단순하고 한정적이었다. 발전소의 발전 정지, 인버터 고장과 같은 간단한 결함 점검만 가능했으나 현재는 스트링 인버터라면 스트링별 비교는 물론, 같은 지역에 같은 조건의 발전소들과 비교할 수 있어 발전량이 떨어지는 원인 분석도 가능한 모니터링 방식이 보편화 되고 있다.

아울러 직접적인 모니터링보단 원격 모니터링이 시간, 비용 측면에서 효율적이다. 기존의 화력, 수력, 원자력발전소는 발전소 운영을 위한 상시인력이 상주하며 모니터링 업무 및 유지보수 업무를 수행했다.

클라우드 기반 통합 모니터링 시스템도 기본이 돼가고 있다. 웹, 모바일, 태블릿 등 다양한 환경에서 손쉽게 사용할 수 있으며, 유지비용도 줄일 수 있어 선호도가 높다. 사진은 케빈랩의 클라우드기반 신재생에너지 통합모니터링 시스템 개념도 [사진=케빈랩]

그러나 태양광발전소는 상황이 다르다. 일부 대규모 태양광발전소를 제외한 대부분은 인력 없이 무인으로 운영하기 때문에 원격 실시간 시설 및 발전상태 모니터링이 매우 중요하다. 무선통신 발달과 클라우드 기반 모니터링 플랫폼이 개발돼 보다 신속하고 정확하게 발전 상황을 원격으로 모니터링 하는 것도 최근 태양광 모니터링의 기본이다.

상업용태양광은 향후 정부 정책에 따라 유동적이지만, 안정적으로 전기를 한전에 판매해야 하기 때문에 실시간으로 발전량 및 발전설비(인버터, 접속반 및 모듈)의 상태 확인이 절대적으로 필요한 것도 이유 중 하나다.

업계 관계자는 “앞으로는 단순한 모니터링을 지양하고 ICT나 빅데이터, 인공지능 기술을 이용해 발전량은 늘리면서 발전손실을 최소화하는 방법을 고민해야 한다”며, “지속적인 기술개발이 이뤄지고 있어 전체적인 발전효율은 점점 높아질 것”이라고 말했다.

정부 차원의 신재생에너지 모니터링 시스템 구축

태양광, 태양열, 지열, ESS 등 신재생에너지 설비가 늘어날수록 효율적인 운영을 위한 통합관리의 필요성이 대두돼 왔다. 하지만 그동안 신재생에너지 보급사업으로 설치된 설비의 발전현황, 가동상태 등을 실시간으로 파악하기 힘들어 대국민 서비스 향상 및 관련 정책수립에 어려움을 겪어왔다.

한국에너지공단은 지난 2019년 6월 통합모니터링시스템(REMS) 관리센터를 공개했다. [사진=한국에너지공단]

아울러 설비관련 데이터가 단순 통계정보 수준으로 미흡했으며, 이미 실시 중인 모니터링은 통신방식과 내용이 서로 달라 정보적 가치가 미미했다. 이를 해결하기 위해 한국에너지공단은 신재생에너지 통합모니터링시스템(REMS: Renewale Energy Monitoring Service)을 개발했다.

한국에너지공단은 2019년부터 정부지원사업으로 설치하는 신재생에너지 설비에 단계적으로 모니터링을 의무화하고 있다. 과거에는 민간 태양광발전 사업주들의 필요에 의해 형성되던 모니터링 시장에 새로운 수요가 발생한 것이다.

REMS의 등장으로 신재생에너지 설비들의 발전현황, 고장여부 등을 실시간으로 파악할 수 있게 됐으며, 빅데이터를 수집해 발전효율을 높이는 데 사용할 수 있게 됐다.

지속적인 확대가 예상되는 모니터링 시장

현재 태양광발전 시장은 활황기로 볼 수 있다. 즉 지은 지 오래 되지 않은 태양광발전소가 많기 때문에 모니터링을 통해 직접적인 유지관리로 이어지는 일이 빈번하진 않다는 것이다.

전문가들은 앞으로의 신재생에너지 모니터링과 유지보수 사업이 하나처럼 운영될 가능성이 높을 것으로 예상했다. 아울러 드론을 이용하거나 로봇을 이용한 최신 기술을 접목시킨 유지보수 솔루션 개발이 계속될 것으로 내다봤다. [사진=utoimage]

그러나 태양광을 비롯한 신재생에너지 시장은 전 세계적으로 확대되고 있으며, 이는 노후화되는 발전소가 늘어날 것이라는 걸 의미한다.

업계 관계자는 “사업이 하향기에 접어들면 유지관리 비용이 늘어나게 될 거고 그때부터 모니터링 및 유지관리 시장이 본격적으로 시작된다”며, “따라서 모니터링 기업들은 앞으로 유지관리는 물론, 유지보수까지 함께 진행하게 되는 경우가 많아질 것”이라고 내다봤다.

아직까지 국내에선 유지보수(O&M)에 대한 기술이 초기단계다. 소규모 EPC 회사 중심의 행정 기반 O&M에서 현장 중심의 예방정비(Preventive maintenance)와 고장정비(Corrective maintenance)를 포함하고 AI, 빅데이터, IoT, 5G 기술 등을 접목한 온라인 플랫폼 등 온/오프라인이 혼합된 서비스로의 확대가 필요한 시점이다.

관계자는 “과거에 비해 상당수 발전소가 필수적으로 모니터링을 설치하는 상황”이라며, “전력중개사업 ‘VPP’를 위한 필수요소인 유지관리 서비스, 주변의 지리·기상 빅데이터를 활용해 발전량을 예측하고 원격관리가 가능한 관리시스템 도입 등 인공지능(AI) 기반의 4차 산업혁명을 선도하는 핵심 분야로 성장하고 있다”고 말했다.

[정형우 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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