가정용 마이크로 직류 그리드(Micro DC Grid for Home)

가정용 마이크로 DC 그리드는 신재생 에너지인 태양광(Solar Cell)과 에너지 저장 장치(ESS), 가정 내 DC 조명을 융복합 하여 전력을 자급자족할 수 있는 소규모 Micro DC Grid이다. 각 가정에는 태양광 에너지를 얻기 위한 셀을 설치한다. 일반 단독 주택은 지붕에 설치를 하면 되지만 아파트의 경우에는 태양광 셀을 설치할 수 있는 지붕이 없기 때문에 에어컨 실외기실 쪽이나 창고 형태의 방을 이용할 수도 있다.

 

에어컨 실외기실에는 일반적으로 루버(Louver) 셔터가 설치되기 경우가 많은데 이 루버 셔터를 응용하여 태양광 패널을 시공할 수 있다. 루버 셔터의 패널 대신 태양광 패널을 제작하여 설치하면 셀을 통해 태양광 에너지를 획득하고 루버 셔터의 역할도 할 수 있다. 크기가 꽤 크고 무겁기 때문에 셔터 동작을 하기 위해서는 수동 방식보다는 버튼이나 리모컨으로 동작하는 자동 방식이 사용하는데 더 편리하다. 태양광 셀을 통하여 전력을 생산하고 이것은 가정용 에너지 저장 장치(ESS)에 저장이 된다.

 

거실의 월패드는 태양광 전력 생산량 및 ESS의 상태, 저장된 에너지의 전체적인 양을 표시한다. 각 방의 전자식 조명 스위치 역시 조명등을 동작하였을 때 배터리의 저장 전력 사용 여부를 표시함으로써 에너지 절감을 유도할 수 있다. 에너지 저장 장치는 가정의 스마트 배전함으로 DC 전력을 전송한다. 스마트 배전함은 에너지 저장 장치에서 전송되는 DC 전력을 사용하거나 외부에서 공급되는 AC 전원을 DC로 변환하여 사용한다. 낮에는 에너지 저장 장치에 에너지를 모으고 밤에는 모았던 에너지를 사용할 수 있다.

 

 

최근 한 건설회사는 아파트의 조명 시스템에 마이크로 DC 그리드를 적용하기 위한 개발을 마치고 실증 작업을 진행하고 있다. 2018년 10월에 열린 대한민국 에너지 대전 전시회에서 아파트 최초로 스마트 LED 조명 시스템에서 각 가정별 태양광 패널과 배터리를 통해 최대의 효율로 적력을 공급받는 DC 배전 기반의 커넥티드 라이팅 시스템을 선보였다. 이 기술은 태양광 패널과 가정용 배터리에서 직류 회로를 구성하여 변환 손실을 최대한 낮추었다. 또한 호텔과 같은 일반 건물에도 에너지 비용을 절감하고 온실가스를 낮추기 위한 정부의 정책에 맞추어 ESS를 설치하여 운영해 왔다. 앞으로도 에너지 저장 장치 운영에서 확보한 데이터 분석을 통하여 마이크 DC 그리드 시스템을 확대 구축할 예정이라고 한다.

 

우리나라는 향후 의무적으로 신재생 에너지 설비 설치에 대한 비율을 확대해나갈 계획이고 제로 에너지 빌딩 인증 제도 도입 등 관련 법규나 제도가 확대될 전망이다. 또한 신재생 에너지의 단가 하락과 대비하여 원자력 발전의 사회적 비용 상승으로 인한 신재생 관련 의무화 범위도 더욱더 확대될 것으로 예상된다. 가정용 마이크로 DC 그리드를 도입함으로써 이러한 사회적 배경에 대응하고 환경적인 측면에서 많은 효과를 볼 수 있다. 마이크로 DC 그리드가 설치된 아파트는 스스로 전기를 생산하고 소비할 수 있는 친환경 건축물로 인정받고 이를 통하여 해당 건설회사는 브랜드의 이미지를 개선할 수 있다. 또한 정부의 친환경 정책에 발 빠르게 대응할 수 있는 Solution을 확보할 수 있는 아이템이 될 수 있다. 각 가정별 신재생 에너지 생산 장치와 에너지 저장 장치, DC 그리드라는 3대 핵심 요소 기술을 확보한다면 마이크로 DC 그리드 시장을 선점하는 미래의 성장 동력이 될 것이다.

 

 

 

< 가정용 Micro DC Grid (예시 이미지) >