도쿄가스, 태양광 발전의 잠재 능력을 최대한 발휘하는 시스템 개발

도쿄가스, 태양광 발전의 잠재 능력을 최대한 발휘하는 시스템 개발

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-06-23

- 2010년 내에 시스템 실용화 / 태양광 발전량 유지하여 전압 제어 - 도쿄가스(Tokyo Gas)가 태양광 발전의 잠재 능력을 최대한 발휘하는 시스템 개발에 나섰다. 향후 태양광 발전 보급은 잉여 전력의 매입 제도 도입에 의해 대량의 전기를 전력 계통에 흘려 배전선의 전압 상승을 초래할 우려가 있다. 출력을 억제하면 장해 발생은 막을 수 있지만 발전량 그 자체가 줄어든다. 도쿄가스가 개발하는 시스템은 연료전지용 인버터를 사용하여 발전량을 유지한 상태로 전압을 제어할 수 있다. 일본 정부는 2010년도까지 잉여 전력을 전력회사에 기존의 약 2배 가격으로 매입하게 하는 제도를 도입한다. 또한 도입 보조금도 부활하여 향후 태양광 발전 시스템의 급속한 보급이 예상되고 있다. 그러나 태양광 발전은 기후의 영향을 받기 쉽고 발전량은 항상 변동한다. 이로 인해 공급량이 수요를 웃돌아 대량의 잉여 전력이 전력 계통에 흘러들면 배전선 전압이 급상승하여 매입을 정지하지 않을 수 없는 상황에 빠져 버린다. 태양광 발전 시스템에는 자동적으로 발전량을 억제하여 전력 계통에 흘러들어가는 전기량을 억제하는 기능도 구비하고 있다. 단지 이러한 경우 보급 대수가 증가하는 만큼 발전량을 억제하지 않으면 안 되게 된다. 결과적으로 보급을 위한 지원책인 매입량이 줄어들면 태양광 발전 도입 의욕의 감퇴로 연결되어 에너지 절약이나 이산화탄소(CO2)의 삭감에도 연결되지 않게 된다. 도쿄가스의 가정용 연료전지의 인버터를 사용한 시스템은 이러한 문제를 해결하는 개발로 인버터는 수소와 산소의 화학반응으로 발생된 직류 전기를 교류로 변환하여 가정에서 사용할 수 있도록 하는 변환 기기이지만 이것을 전압 제어에 응용한다. 도쿄가스 기반기술부 에너지 그룹은 인버터를 잘 제어하면 태양광 발전으로 만들어지는 전기 전압을 내릴 수 있어 출력 억제에 의한 발전량 감소를 회피할 수 있다고 설명하고 있다. 기존 인버터에 제어 회로를 조립하면 새로운 기기의 도입이 불필요하고 도입비용도 낮게 된다고 한다. 도쿄가스는 태양광 발전이 대량 도입되는 지역에서는 태양광 발전과 연료전지의 상승효과가 크게 기대할 수 있다고 하여 관계 업계와 함께 시스템 개발에 참여하여 5~10년 내의 실용화를 목표로 한다. 일본 정부는 2030년까지 태양광 발전 도입량을 2005년의 약 40배인 5,300만 킬로와트로 올리려는 목표를 밝히고 있다. 하지만 해결해야만 되는 문제점은 많다. 특히 대량 도입에 의한 전압이나 주파수에서의 영향은 기존 전력도 포함한 전력 계통 전체에 관련되는 문제로 기술적인 해결이 필요하다. 도쿄가스의 시스템은 태양광 발전과 전력 계통 `협조`를 실현하는 주요 기술이 될 것으로 기대하고 있다. 그러나 실용화에 대한 문제점은 많고 태양광 발전의 잉여 전력 우대 매입 제도를 두고 가정용 연료전지와 태양광 발전을 병용하는 `더블 발전`의 취급을 둘러싸고 전력 업계와 가스 업계의 대립이 계속되고 있다. 태양광 발전과 연료전지의 병용이 인정되면 전력회사가 매입하여야 하는 잉여 전력이 증가하기 때문이다. 기존 약 2배의 가격으로 매입되는 만큼 전력 업계는 한 걸음도 양보하지 않을 자세다. 도쿄가스를 비롯하여 가스 업계는 태양광과의 병용으로 매전하는 전기량을 증가시켜 가정용 연료전지 보급의 순풍으로 활용할 예정이라고 한다. <참고자료> 태양광 발전과의 상승효과가 기대되는 연료전지