환경오염 ↓ 효율 ↑… 마이크로그리드·HVDC 뜬다

무선에너지송전기술·페로브스카이트 태양전지 '차세대 먹거리 산업' 주목
■ 2015 스마트경제 꽃 피울 신산업ㆍ신기술-에너지

전세계가 개발로 인해 파생되는 환경오염과 화석연료 기반 에너지 고갈문제에 직면한 가운데 환경오염을 최소화할 수 있으면서 에너지 효율을 끌어올릴 수 있는 신기술이 주목받고 있다.

특히 업계에서는 2015년 주목해야 할 에너지 신기술로 마이크로그리드와 초고압직류송전(HVDC), 무선에너지송전, 페로브스카이트 태양전지 등을 주목하고 있다.

마이크로그리드는 도서 지역 등에서 별도 전원으로 활용할 수 있는 소규모 독립형 전력망으로 디젤 발전기와 신재생 에너지, 에너지 저장 장치(ESS, 남는 전력을 저장했다가 부족할 때 사용하거나 필요한 곳에 보내주는 장치) 등으로 구성된다.

마이크로그리드를 활용하면 신재생에너지 설비에서 생산된 전력을 ESS를 이용해 저장·공급할 수 있어 신재생에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.

특히 다수의 프로슈머(생산자이자 소비자)가 소규모 전력망 내에서 전력을 자급자족하는 환경을 조성할 수 있다는 점에서 이 기술은 기존 일방향 중앙집중적 전력망과 구별된다.

우리나라는 2009년 12월 스마트그리드 제주실증사업을 바탕으로 관련 기술개발이 진행됐으며 지난해 한전이 캐나다 배전업체인 파워스트림과 마이크로그리드 실증사업에 대한 업무협약을 체결해 기술 수출 기회를 마련했다. 지난해 10월에는 가사도에 마이크로그리드 기술 기반의 '에너지 자립 섬'이 준공되기도 했다.

고전압의 AC(교류) 전력을 DC(직류)로 변환해 송전하는 HVDC 또한 에너지분야의 떠오르는 신기술이다.

전 세계적으로 대규모 전원단지가 증가하고 중국, 인도, 브라질 등 전력수요가 급증하는 국가가 나오면서 이러한 수요를 충족할 수 있는 고전압 대용량 송전기술이 주목받고 있으며 이러한 기술의 정점에 있는 것이 바로 HVDC다.

특히 이 기술은 국가 간 전력연계와 대용량 풍력연계, 대규모 전력계통 분리 및 양방향 전력 네트워크 운영 등을 최적화하는 데에 중요한 기술로 평가되고 있다.

올해 주목해야 할 또다른 에너지 신기술로는 전원 코드 없이도 충전할 수 있는 무선에너지송전 기술이 있다.

비접촉 충전, 와이어리스 충전, 와이어리스 전력 전송으로도 불리는 무선에너지 송전기술은 전자기파를 이용해 전기자동차나 휴대폰, 모바일 스마트기기 등을 무선으로 충전하는 기술로 미래 에너지 시장에서 선점해야 할 기술 중 하나다. 일본의 경우 미쓰비시중공업, 오므론, 카지마 등 22개 기업과 교토대학을 중심으로 이미 기술 실용화 작업이 진행됐으며 국내에서도 무선송전에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있으나 실용화까지는 많은 시간이 소요될 것으로 업계는 보고 있다.

페로브스카이트 태양전지도 주목할 에너지 신기술로 꼽힌다.

페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트라는 결정 구조를 가진 태양전지로 제조공정이 단순하고 모듈화하기 쉬워 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

페로브스카이트는 유기 양이온과 작은 금속 양이온, 할로겐화물 이온이 결합된 구조(ABX3)의 하이브리드 적층 물질로, 이러한 구조를 가진 페로브스카이트 태양전지는 소자와 모듈 간에 발생하는 효율 손실이 적고 약 200㎚의 얇은 두께의 박막에서도 80% 이상의 빛을 흡수 할 수 있다는 강점을 지닌다.

김수연기자 newsnews@