하이레벤, IoT 기반 빅데이터 이용한 태양광발전 관리운영 기술 선정

O&M 기술 강화로 국내 태양광산업 발전에 기여

김 미 선 기자

이번 기술개발 과제는 2014년 12월 1일부터 시작해 2017년 9월 30일까지 연구가 진행될 예정이다. 회사 관계자는 “빅데이터를 기반으로 한 관리운영 기술은 수집되는 많은 데이터들을 분석해 태양광발전의 미래와 향후 나가야 할 방향을 잡아줄 수 있는 가장 중요한 요소”라면서, “이번 기술이 상용화되면 기술적 측면은 물론 경제적, 산업적, 사회적 측면에서 다양한 기대효과가 있을 것”이라고 설명했다.

IoT 기반 빅데이터 이용한 태양광발전 관리운영 개발기술

이번 기술개발을 위해 하이레벤은 빅데이터 수집기술을 비롯해 빅데이터 저장 및 공유기술, 빅데이터 분석기술, 그리고 빅데이터 활용기술 상용화 및 사업화를 위한 연구를 진행한다는 계획이다.

이 중 빅데이터 수집기술로는 IoT 기술을 기반으로 한 통신기능을 포함하는 센서 및 통합 쌍방향 플랫폼을 개발하게 되며, 빅데이터 저장 및 공유기술로는 수집된 빅데이터를 ICT 기술을 이용해 실시간 저장 및 공유하는 기술을 개발하게 된다.

또, 빅데이터 분석기술로는 저장 및 공유된 정형/비정형 빅데이터들을 각 용도에 따라 분석하는 기술을 개발하게 된다. 이 기술의 경우 발전량과 같이 단순한 숫자로 비교할 수 있는 데이터와 발전소 음영과 같은 열화상 카메라 등을 통한 데이터를 분석하는 기술로 나뉜다.

빅데이터 활용기술 상용화 및 사업화를 위해서는 분석 후 정량화된 데이터를 바탕으로 비즈니스 모델을 구축하게 되는데, 추가수익을 창출할 수 있는 스마트 프라이싱 전략을 파이낸싱에 접목해 발전사업자가 부담 없이 기술제품을 적용하고, 동시에 스마트 그리드에 특화된 서비스를 제공함으로써 기존 전력제공 주체와 새로운 사업모델을 제안할 수 있는 시너지를 창출한다는 계획이다.

태양광발전 전력 빅데이터 보유 및 제공 가능

스마트 그리드는 전력의 입출이 각 요소마다 발생하므로 이에 대한 방대한 데이터 분석이 시행되고 있다. 스마트 그리드는 중앙 집중형 발전형태(Centuralized Power)에서 분산전원형 발전형태(Distributed Power)로의 전환이 큰 특징이며, 이에 태양광발전의 접점(Point)으로 스마트 미터링의 역할이 중요해질 전망이다.

이번 연구과제가 상용화된다면 전기차 충전 및 하절기 낮 전력수요와 같은 스마트 그리드의 변동성이 큰 부하에 대한 수요 응답에 있어, 전력수요 기간과 비례하는 태양광발전의 발전량에 대한 응답효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 향후 스마트 그리드의 분산전원 연결시 이슈가 될 각 요소별 특성을 파악하기 위한 전력 빅데이터 분석에 있어 중요한 자원인 태양광발전 전력 빅데이터도 보유 및 제공할 수 있게 된다.

ICT 기반의 고부가가치 에너지기술로 국내 태양광산업 진일보

전 세계적으로 전력산업에서의 빅데이터 분석 및 활용을 통해 다양한 성과가 창출되고 있다. 특히, 에너지 분야에서의 빅데이터는 ‘에너넷(Enernet)’이라는 에너지와 인터넷의 신조합어가 생기면서 분산형 전원이 핵심이 되는 스마트 그리드에서의 각 요소별 스마트 미터링도 새로운 화두로 부각되고 있다.

스마트 그리드의 분산전원은 에너지 유비쿼터스가 핵심인데, 이에 부합하는 친환경에너지원으로 태양광발전이 가장 현실성 있는 대안으로 인식되고 있다. 실제로 전 세계적으로 연간 50GW 이상의 태양광발전시스템이 설치되고 있으며, 태양광발전의 경우 입지에 제한을 받는 풍력발전과 달리 스마트 그리드에 적합한 에너지원이라는 인식이 확산되고 있다.

스마트 그리드 확산에 있어 방아쇠 역할을 할 전기차 또는 하이브리드카의 보급이 미국의 테슬라, 프랑스 르노 등 선두주자의 선방으로 급물살을 타고 있는 가운데, 신재생에너지에 보수적이고 원자력발전을 선호했던 일본, 프랑스 등도 전기차에 대한 전폭적인 지원과 수입 및 개발에 박차를 가하고 있다.

특히, ICT 기술이 강한 한국의 경우 에너지산업 중에서도 신재생에너지가 핵심인 스마트 그리드 구축에 있어 ICT 기술을 접목해 빅데이터를 기반으로 하는 고부가가치 신재생에너지기술의 개발이 절실한 상황이다. 이미 일본 등도 중국과 제조업에서의 승부는 포기하고, O&M 기술 강화 등을 통한 고부가가치 기술개발로 선회하고 있다.

이처럼 전 세계적으로는 전력산업에서의 빅데이터 분석 및 활용을 통해 다양한 성과가 창출되고 있지만, 아직도 국내 기술은 발 빠르게 대처하지 못하고 있다. 태양광발전 기술에 대한 국내 경쟁력은 반도체 양산기술을 모태로 제조기술 기반으로 진행돼 왔으나, 다른 산업분야와 마찬가지로 강력한 중국의 ‘규모의 경제’에 밀려 많은 어려움을 겪고 있으며, 향후 전망 역시 양산 제조기반의 승부는 무모한 것으로 판단되는 실정이다. 오히려 빅데이터, IoT 등 고부가가치 기술이 가미된 업그레이드된 스마트 에너지 기술이 한국의 실정에 적합하므로 연구 역량을 집중해야 하는 분야로 판단되고 있다.

태양광발전시장의 경우 신규 시장은 2014년 50GW에 다다랐으며, 누적시장의 경우 전 세계적으로 200GW를 돌파해 3년에 2배씩 성장하는 초급성장 시장이다. 즉, 누적시장(기설치시장)을 대상으로 하는 고부가가치 유지관리 기술이야말로 신재생에너지 분야의 블루오션이라고 할 수 있는 셈이다.

최근 태양광발전의 유비쿼터스화로 인해 수상 태양광 및 건물지붕형 태양광, 사막 태양광 등이 확산되면서 다양한 환경변수에 노출돼 발전량의 정확한 산정 및 예측이 어려워지고 있는 상황이다. 이 때문에 단순한 일사량 대비 발전량이 아닌 다양한 환경변수의 정량화 및 빅데이터 분석이 필요해지고 있다. 특히 이러한 다양한 환경변수에 대한 빅데이터는 그 자체로 소중한 데이터 자원이 될 수 있으며, 스마트 그리드 시대에 이러한 특화된 기술력 구축이 국내 태양광발전 및 전력망 기술력의 진일보를 가져올 수 있다.

하이레벤 측은 “태양광발전소의 운영 및 관리를 위해 연간 최소 4,000만원의 비용이 소요되고 있는데, 그중 발전소 정기점검을 위한 인건비와 출장비로 인한 비용도 상당할 뿐 아니라, 발전소 문제 발생시 발전 중단으로 인해 매우 큰 금전적 손실이 발생할 수 있다”면서, “이를 빅데이터 분석을 통한 진일보한 운영관리 방식으로 적용해 인건비 및 출장비 절약은 물론, BOS 장비를 통한 추가 수익까지 만들어 낸다면, 태양광발전소 운영/관리 분야 시장에 큰 영향력을 미칠 수 있다”고 강조했다.

특화된 금융산업으로의 시너지 기대

현재 우리가 겪고 있는 3차 산업혁명은 ICT 기술을 기반으로 하고 있으며, 1·2차 산업혁명이 그러했듯 전 산업분야에 있어 소위 ‘혁명’적인 변화를 유도하게 될 것으로 예상된다.

2013년 기준 전 세계 태양광발전 신규 설치량이 풍력발전 신규 설치량을 추월하기 시작하면서 에너지 분야도 스마트 그리드를 향해 태양광발전이 분산형 발전원의 선두로 나서고 있다. 이에 따라 에너지 분야의 혁명적인 변화에 빅데이터를 기반으로 하는 업그레이드된 발전기술이 필요하며, 특히 친환경적이기에 분산전원화가 가능한 태양광발전의 ICT 기술 접목은 관련 기술 분야의 융합 및 전문 인력양성을 필요로 하는 등 연관 산업분야의 시너지 창출이 가능하다고 하겠다.

이번 기술과제를 통해 하이레벤 측은 “빅데이터 분석기술을 통해 더욱 정확한 수익산출의 산정 및 예측이 가능해짐으로써 관련된 파생 금융상품의 설계 및 출시는 물론, 태양광발전 또는 태양광발전 BOS 제품 보급 확산에 큰 촉매제가 될 것으로 기대된다”고 말했다. 이는 발전사업에 있어 프로젝트 파이낸싱 등 금융이 핵심 역할을 하기 때문으로, 특화된 금융산업으로의 시너지도 기대된다는 설명이다.

빅데이터를 기반으로 하는 태양광발전 기술은 제조업을 기반으로 하되 부가가치를 높인 서비스업(운영관리)을 접목함으로써 관련된 융합분야의 신규 인력창출이 가능할 전망이다. 더욱이 관련 분야의 신생 일자리 창출은 물론 고부가가치 기술의 국외 수출도 가능할 것으로 기대된다.

낙후된 국내 에너지 관련 파이낸싱 분야에 있어서도 기존 발전에서 추가수익을 창출하기 위한 새로운 사업모델을 제공함으로써 국제적으로 통용될 수 있는 경쟁력 있는 수익 모델을 제시할 수도 있을 전망이다.

하이레벤 측은 “IoT 기술 및 빅데이터 분석기술을 분산형 전원에 적용해 양방향 모니터링과 자동 및 원격관리에 적용하는 기술은 전 세계적으로 개발된 바 없는 순수 국내기술로, 향후 특허 우선권 선점과 세계 분산형 전원 유지관리시장에서의 선도적 위치 확보의 기반이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

SOLAR TODAY 김 미 선 기자 (st@infothe.com)

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