463-835 경기도 성남시 분당구 야탑로 338(야탑동 191) T.(031) 724-6100(代) 등록일자 1976년 3월 18일·등록번호 서울 라 11267

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2015 04VOL. 479

특집•독일의 에너지전환 정책과 전력산업 개편

Power Tech •대규모 태양광발전소 최적 모니터링 시스템 개발

•표준산업분류별 전력소비 특성분석 및 활용방안

•분산전원 출력제어 방법에 대한 연구

주요정책•에너지신산업 활성화 위해 전기차 충전전력, ESS 전력, 아낀전기 등 시장거래 쉬워진다

•미래성장동력 - 산업엔진 ’15년 약 1조원, ’20년까지 약 5.6조원 투자

전기정보 | 2015년 1월호 3

2015 04

등록일자 | 1976년 3월 18일

인 쇄 일 | 2015. 4. 5

발 행 일 | 2015. 4. 10

발 행 인 | 곽 기 영

발 행 처 | 한국전기공업협동조합

주 소 | 경기도 성남시 분당구 야탑로 338(야탑동 191)

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Electric Information

Contents8 취임사

10 KEMC News(조합 소식)

14 특집 독일의 에너지전환 정책과 전력산업 개편

Power Tech

20 대규모 태양광발전소 최적 모니터링 시스템 개발

24 표준산업분류별 전력소비 특성분석 및 활용방안

28 분산전원 출력제어 방법에 대한 연구

Inside Market

32 비콘의 진화와 핵심 기술

37 태양광 인버터에 IoT 접목

38 바닥 딛고 일어선 파워 일렉트로닉스

주요정책

40 에너지신산업 활성화 위해 전기차 충전전력, ESS 전력, 아낀전기 등 시장거래 쉬워진다

44 미래성장동력 - 산업엔진 ’15년 약1조원, ’20년까지 약 5.6조원 투자

주요시책

46 중국 내수시장 진출을 위한 「차이나 하이웨이 프로그램」 시행

48 경영위기 중기의 경영 정상화 지원

Tech Report

50 고압전동기 고정자 권선의 절연파괴 사례 분석

54 고전압 고용량 배터리 시스템에서 비용을 낮출 수 있는 isoSPI 결합 회로 기법

59 법률상식 회사에 대한 채권으로 대표이사 개인재산을 강제 집행할 수 있는지

60 Tech Trend 슈퍼커패시터, 전기차 상용화 앞당길까?

62 공모정보

64 News Brief

70 해외뉴스

80 Health 골다공증, 여성이 남성보다 13.4배 많아

여러분 안녕하십니까 ?

저는 제24대 이사장에 당선된 곽기영입니다.

뒷산에 진달래피고 창공에 종달새 노래하는 화창한

봄입니다.

먼저 바쁘신 일정에도 불구하고 저의 취임식에 참석

하여 주신 조합원사 사장님과 협·단체장님 그리고 내

외 귀빈 여러분께 깊은 감사의 말씀을 드립니다.

조합을 진정으로 발전시키고자 하는 여러 조합회원사

들의 여망에 힘입어 제가 오늘 이 자리에 서게 됐습니다.

이번 선거에서 제가 여러면에서 불리한 여건이었음에

도 불구하고 당선된 것은 전기공업협동조합에 대한 회

원사들의 변화에 대한 갈망의 결과라고 봅니다.

전임이사장의 임시총회 개회사에서 이번 선거는 승자

와 패자를 가르는 선거가 아니라 생각과 방법이 다른

후보자끼리 우리조합의 발전을 위하여 펼치는 정책

대결의 장이라고 언급한 부분에 크게 공감하고 있습

니다.

이제 치열했던 선거가 끝났습니다. 저의 공약이 저

를 지지하지 않았던 조합원사 사장님들의 생각과 일부

는 다를지라도 상당부분은 공유할 수 있는 정책이라고

생각합니다. 조합발전에 도움이 된다면 상대편 후보의

공약도 참고하여 반영함은 불론 생각이 다른 조합원사

사장님의 좋은 의견은 언제든지 수용하겠습니다.

존경하는 조합원사 사장님 그리고 내외귀빈 여러분!

저는 이번 선거에서 새로운 소통하는 투명한 조합을

만들겠다는 기치를 내걸고 모두 함께 가는 조합, 모두

가 필요로 하는 조합, 모두가 발전하고 성장하는 조합

을 세부 실천과제로 정했습니다.

8

모두가 함께 가는 조합은 소통에 중점을 두웠습니다.

소통을 잘하기 위해 제가 직접 현장을 함께 뛰고 다양

한 소통의 장을 마련하여 정보를 공유하고 다수가 공

감하는 의견은 정첵에 반영하겠습니다.

모두가 필요로 하는 조합은 컨설팅기구운영과 전문

기관을 활용하여 조합원사의 기술을 지원하고 영세 조

합원사의 관수와 민수지원 방안을 강구하겠습니다. 또

한 여신업무를 신설하여 조합원사의 자금난 해소에 주

력하겠습니다.

모두가 발전하고 성장하는 조합은 우리조합이 보유

하고 있는 품질인증브랜드의 수준을 강화하여, 조합의

인지도를 노이고 단체수의계약이 폐지되어 어려움을

겪고 있는 조합원사를 위하여, 단체수의계약을 보완할

수 있는 계약 제도를 발굴, 창출하고 조합의 여건이 허

락하는 범위에서 조합원사의 부담을 최소화하여 조합

원사를 위한 조합으로 거듭나겠습니다.

존경하는 조합원사 사장님 내외귀빈 여러분!

우리조합은 역사와 전통을 자랑하는 조합입니다.

이러한 우리 조합의 지속적인 발전을 위해, 조합원

여러분들의 적극적인 동참을 부탁드리며, 저 또한 그

손봉에 서서 항상 노력하는 이사장으로서 여러분들의

기대에 어긋나지 않도록 하겠습니다.

저와 우리조합 임직원은 견마지로의 마음으로 모두

가 함께 가는 조합, 모두가 필요로 하는 조합, 모두가

발전하고 성장하는 조합의 목표를 달성하기 위해 최선

의 노력을 경주하여 새로운, 소통하는, 투명한 조합을

만들겠습니다.

조합원 여러분들의 건승을 빌며, 여러분과 기쁨과 고

통을 함께 나누는 이사장이 되겠다는 신념을 이 자리

를 빌려 다시 한 번 약속드립니다.

열심히 하겠습니다.

감사합니다.

2015년 4월 2일

한국전기공업협동조합 이사장

곽 기 영 올림

2015년 4월호 9

就任辭就任辭

전기조합 제 24대 곽기영 이사장 당선

우리조합은 2015. 03. 19(목) JW메리어트호텔(서울 서

초구 소재)에서 ‘2015년 제24대 이사장 선거 임시총회’를

진행하였으며, 제24대 한국전기공업협동조합 이사장에

기호1번으로 출마한 곽기영 후보가 당선되었으며 곽기영

신임 이사장은 앞으로 4년간 전기조합을 이끌게 되었습

니다. 곽기영 신임 이사장은 당선 소감에서 “공약한 모든

내용을 꼭 실천하겠다”며 “조합 내에 영업본부·기술개발

지원단을 운영해 중소기업을 적극 지원하겠다”고 강조했

으며, 이를 위한 구체적인 방안으로는 단체수의계약제도

부활을 위한 노력과 함께 영업본부를 신설해 개별기업이

다루기 어려운 부분의 수주활동을 조합이 직접 나섬으로

써 조합원을 적극 지원할 것을 약속했습니다. 또한 “기술

개발지원단을 설치해 조합원사의 기술개발과 역량강화

에 집중할 것”이라고 밝혔으며, ‘Cafe Elec’ 개점으로 항

시 모일 수 있는 소통의 장 마련을 다짐하였습니다. 그리

고, 조합 분당사옥의 접근성에 대한 다각적인 검토는 물

론 조합 인증마크 추진 및 장학재단 설립을 통해 회원사

자녀에게 장학금도 전달하는 등 회원사 복지제도 지원사

업 추진도 약속하였습니다. 곽기영 신임 이사장은 조합

의 발전을 위해 “조합 내에 특별위원회를 설치해 앞으로

조합이 나아가야 할 방향에 대해 논의해 나가겠다”고 밝

혔습니다.

[곽기영 이사장 약력]

·1955년 출생

·고려대학교 졸업

·숭실대학교 경영학 박사

·대구상공회의소 상임의원(현)

·한국전기산업진흥회 이사(현)

·(사)정부조달우수제품협회 이사(현)

·밝은 사회실천연대 부회장(현)

·부천대학교 겸임교수(현)

·자유총연맹 중앙이사(현)

·보국전기공업 대표(현)

전기조합 제24대 이사장 취임식 개최

제24대 한국전기공업협동조합 곽기영 이사장 취임식

이 2015.04.02(목) 우리조합 5층 대강당에서 개최되었습

니다. 곽기영 이사장은 이날 취임사에서 “전기조합의 변화

를 바라는 조합원들의 바람 때문에 이사장에 당선되었다‟

며 “ ‘소통하는 투명한 조합을 만들겠다’는 기치 하에 ‘모두

함께 가는 조합’ ‘모두가 필요로 하는 조합’ ‘모두가 발전하

고 성장하는 조합’을 세부 실천과제로 정했다”고 밝혔습니

다. 구체적인 실행방안으로 “소통을 잘하기 위해 직접 현

장을 함께 뛰고 다양한 소통의 장을 마련해 정보를 공유하

고 다수가 공감하는 의견은 정책에 반영하겠다”고 약속하

였습니다. 모두가 필요한 조합을 위해서는 “컨설팅기구운

영과 전문기관을 활용해 조합원사의 기술을 지원하고 영

Kemc

News

10

세 조합원사의 관수와 민수지원 방안 등을 강구하겠다”고

밝혔습니다. 이어 모두가 발전하고 성장하는 조합을 위해

서 “조합이 보유하고 있는 품질인증 브랜드의 수준을 강화

해 조합의 인지도를 높이고 단체수의계약을 보완할 수 있

는 계약 제도를 발굴, 먹거리를 창출하고 조합의 여건이

허락하는 범위에서 조합원사의 부담을 최소화해 조합원사

를 위한 조합으로 거듭날 것”을 약속하였습니다. 마지막으

로 곽기영 이사장은 “전기조합 임직원 모두 견마지로의 마

음으로 소통하는 투명한 조합을 만들겠다”고 다짐하였습

니다.

협동조합계 발전을 위한 제도개선 의견 제출

협동조합의 성장기반 생태계 조성과 협동조합의 내실화

가 당면과제로 부각되고 있어 협동조합 기능 활성화 추진

계획을 수립하여 중소기업과 협동조합계의 발전을 지속적

으로 도모할 수 있는 제도개혁 요청이 있어 우리조합은 영

세 소기업·소상공인 수주활성화를 위해 도입된 조합추천

소액수의계약 제도를 의무화 하여 영세한 소기업·소상공

인에게 균등한 기회가 될 수 있도록 개선하여 줄 것과 지방

계약법 상 우수조달공동상표 수주금액을 2.1억원에서 국제

입찰개방기준금액인 3.5억원으로 상향 조정하여 줄 것을

요청하였습니다.

「소기업 범위 제도」 매출액 기준으로 전면 개편(입법예고)

현행 소기업 범위 제도가 기업의 성장 여부를 판단하는

데 한계가 있어 기업이 인위적으로 성장을 꺼리는 부작용

이 발생하거나 실제로는 성장한 기업이 소기업에 잔류하

는 등의 문제점이 있어 이를 개선하기 위해 ’16.1월 부터

‘상시근로자 수’ 구분에서 ‘3년 평균 매출액’ 구분으로 전

면 개편합니다. (중소기업청 공고 제2015-78호) 우리조

합에서 지난 1월 ‘제조업 70억 미만’ 기준보다 높은 기준

이 나올 수 있도록 끊임없는 의견제시 결과 3월4일 ‘전기

장비(C28) 제조업 기준 120억원 미만’으로 입법예고 되었

습니다. 이번 「중소기업기본법」 시행령 일부개정령(안)에

대하여 의견이 있는 조합원사께서는 중소기업청 홈페이지

(www.smba.go.kr)의 “정보공개-행정·입법예고”를 확

인하시어 2015년 4월 13일까지 개별적으로 의견서를 제출

하시기 바랍니다.

2014년 하반기 회비 납부 안내

2014년 하반기 조합회비를 납부하여 주시기 바랍니다.

•중소기업 : 300,000원

•대 기 업 : 720,000원

•납부계좌 : 중소기업은행 076-002690-01-014

예금주 : 한국전기공업협동조합

• 2012년과 2013년, 2014년 상반기 회비를 미납하신

조합원은 함께 납부하여 주시기 바랍니다.

삼가 고인의 명복을 빕니다.

* (주)엔피산업전기 박영철 회장 모친상(03/02(월))

* (주)태림산전 손태만 대표이사 모친상(03/12(목))

* 태진테크(주) 이정자(이호철)대표이사 시부상(03/22(일))

결혼을 축하합니다.

* 웅지전기 김중진 대표 자녀 결혼(03/14(토))

2015년 4월호 11

동호회 동향

• 골프회는 2015.04.09(목) 12시 37분에 개최하며 기존

용인프라자C.C에서 신원C.C로 장소를 변경하여 모임을

갖기로 하였으니, 착오 없으시기 바랍니다.

(신원C.C : 경기도 용인시 처인구 이동면 이원로 225

031-8020-9411~3)

• 산악회는 2015.04.18(토)에 무의도 호룡곡산 산행 예정

으로 주말에 운행하는 코레일 공항철도 용유임시역에서

10시에 만나 출발합니다.

조합원사의 많은 참여 부탁드립니다.

알아두면 유용한 생활 상식

커피 적당히 마시면 실보다 득

커피만큼 시공을 초월해 인간의

사랑을 받고 있는 기호 식품도 드물

다. 바흐, 베토벤, 칸트, 헤밍웨이

등 많은 위인들도 커피 애호가였다.

커피는 이들의 예술적 영감과 학문

적 성찰에 기여해 “영혼을 맑게 하

는 향기”란 찬사를 얻었다. 그렇다

면 커피는 건강에 어떤 영향을 미칠

까. 최근 밝혀진 사실들을 살펴보자. 커피가 건강에 해롭다

고 알려진 주원인은 숙면방해 때문. 서울대병원 정신과 정

도언 교수는 “커피를 마셔도 잠을 잘 수 있다고 자신하는 사

람도 실제 수면뇌파검사를 해보면 대부분 숙면을 취하지 못

한다.” 라고 밝혔다.

신규가입 조합원

12

업체명 대표자 주생산품 소재지 가입일

에너젠(주) 김명자 발전기 경상남도 함안군 군북면 함안산단1길 58 2015. 03. 06

업체명 대표자 주생산품 가입일 탈퇴일

(주)세원이엔티 이수언 수배전반 2013. 03. 27 2015. 03. 24

Kemc

News

탈퇴 조합원

3월 이사장, 전무이사 참여 행사

조합원 변동 사항

주 최 행사일 내 용

전기조합 03/19(목) 제24대 이사장 선거

중소기업중앙회 03/05(목) 해외바이어 초청수출상담회 개막식

조달청 03/18(수) ~ 20(금) 2015코리아 나라장터 엑스포

원주상공회의소 03/18(수) 제42회 상공의날 기념식

전남도청 03/27(금) 빛가람 에너지밸리 투자설명회

한국전기신문사 03/31(화) 제29기 주주총회

전기기술인협회 03/31(화) 유상봉 회장 취임식

2015년 4월호 13

업체명 현대표자 변동 사항 변경 전 변경 후 변경일 주생산품

(주)삼광산전은종환(은종만)

대표자 은종만, 은종환 은종환, 은종만 2015. 03. 26 수배전반

(주)태림산전 손태만 법인전환 태림산전 (주)태림산전 2015. 03. 23 수배전반

(주)화정산전신유철(신현수)

대표자 강건형 신유철, 신현수 2015. 03. 13 차단기

(주)대신피아이씨 이성원 대표자 김성욱 이성원 2015. 03. 13 수배전반

(주)탑엔지니어링 최성달 소재지 경기도 수원시 장안구 영화로 91경기도 수원시 권선구

산업로155번길 280-23(고색동)2015. 03. 13 수배전반

(주)엔피산업전기이경수(박영인)

대표자 박영인, 이경수 이경수, 박영인 2015. 03. 06 수배전반

서평전기공업(주) 안효순 소재지 전남 목포시 공단중앙로40(연산동)광주광역시 광산구

평동산단5번좌로 1232015. 03. 03 수배전반

온누리전기 권순일 소재지 경기도 김포시 하성로357 경기도 김포시 하사로132 2015. 03. 02 수배전반

독일 에너지전환 정책 및 전력산업 현황

독일의 에너지전환 정책

1. 정책 개요

독일 정부는 중장기 에너지정책으로 원전을 100% 폐쇄하

고, 화석연료 의존도를 크게 낮추는 대신, 이를 재생에너지

로 충당, 2050년까지 재생에너지의 비중을 80%로 확대한다

는 목표로 추진하고 있다.

2. 에너지전환 정책 추진 역사

제1기 : 친환경 에너지정책 및 저변 성장기(1988~1998년)

독일은 1980년 재생가능에너지 시장형성 프로그램, 1990

년 재생가능에너지매입법 등의 정책 추진으로 재생가능에너

지산업의 기반 조성으로 관련기업들의 기술력 증대와 재생

에너지 발전을 위한 기반 육성을 추진하였다.

제2기 : 탈원전 및 재생에너지 확대 정책 도약기(1998~2008년)

2000년, 원전수명을 32년으로 제한하고 원전의 단계적 폐

지를 결정하는 원자력 합의를 도출하였고, 재생에너지법을

수립, 발전차액지원, 재생에너지 발전 전량구매를 보장하였

다. 또 2007년에는 통합에너지·기후프로그램을 수립, 온실

가tm 감축 및 재생에너지 목표를 설정하였다.

제3기 : 메라켈 정부의 에너지전환 정책(2008~ )

2010년, 에너지구성2010을 통해 2050년까지 장기 에너지

정책, 재생에너지 역할을 강조하였고, 2011년 에너지패키지

에서는 원전 완전 폐기를 확정하고 에너지전환을 가속화하

기 위한 구체적인 지원안을 수립하였다.

에너지전환 정책 추진에 따른 독일의 산업 개편 현황

독일은 유럽에서 전기세가 가장 비싸다. 세금을 포함한 주

거용 전기세는 베를린이 런던보다 60%, 유로존 평균보다는 특

집

독일의 에너지전환 정책과 전력산업 개편

14

[표 1] 독일의 에너지 전환 계획 목표

세부목표 2020 2025 2035 2050

‘90년 대비 온실가스 배출 감축 40%↓ 80~95%↓

‘08년 대비 전력소비 감소 10%↓ 25%↓

재생에너지 전력생산 비중 35% 40~45% 55~65% 80%↑

원자력 발전 완전폐쇄 2022년까지 모든 원자력 발전소 폐지

40% 더 비싸다.

비싼 에너지 비용은 유럽 철강업체들을 압박하고 있다. 이들은

미국 업체들보다 2배 높은 전기세를 내고 4배 높은 연료비를 낸다.

산업 경쟁력 약화가 우려되는 부분이다. 이 때문에 독일은

녹색 에너지에 대한 보조금을 삭감하고 석탄을 사용하는 전

력 생산을 향후 몇 년 간 3분의1 늘리는 계획을 승인하였다.

독일의 에너지 소비는 전반적으로 다른 주요 경제국과 수

출국보다 낮다. 독일 1인당 에너지 소비는 미국의 55%, 한

국의 71% 정도로, 경제 규모에 비해 매우 낮은 편이다.

최근 유럽위원회는 에너지 사용에 대한 보고서에서 미국,

유럽, 일본 사이의 에너지 비용 차이 때문에 미국이 고에너

지 산업에 특화됐고, 일본과 유럽 기업들은 에너지 집중이

낮고 부가가치가 높은 산업으로 옮겨간 것으로 분석한 바가

있다. 또 같은 산업일 경우 유럽과 일본 기업들이 더 효율적

인 경향을 보이는 것으로 나타났다.

독일 산업의 90% 이상에서 에너지 투입은 매출의 1.6% 정

도에 불과하다는 사실이 이를 증명한다.

높은 에너지 비용 때문에 독일이 철강이나 알루미늄 생산

에서 멀어질 것이지만 대신 부가가치가 더 높고 경쟁이 적

은 부문으로 산업이 이동할 수 있다. 한편 기업들은 노동 비

용을 절감함으로써 대응하고, 수출을 더욱 늘림으로써 국내

수요가 입은 타격을 상쇄할 것이다.

독일은 2011년 3월 일본 후쿠시마 원전사태를 계기로 향후 2022년까지 원전을 완전 폐쇄하기로 하였다. 뿐만 아니라,

2025년까지 재생가능에너지 전력생산 비중을 40~45%까지 끌어올린다는 야심찬 목표를 전세계에 표명한 바 있다.

이에 대해 독일 외 다른 지역의 많은 사람들, 심지어는 환경주의자들조차도 독일의 에너지 전환 정책에 대해 회의적인

입장을 보이고 있다. 재생에너지는 원자력보다 훨씬 비싸다. 2006년 원자력 발전은 전체 발전량의 25%였고, 이를 모두

재생가능 에너지로 충당하려면 천문학적인 비용이 든다. 하지만, 독일이 원자력과 화석에너지로부터 재생가능 에너지

와 에너지 효율화로의 전환 추진 과정에 전 세계가 주목하고 있다.

독일의 재생가능에너지 전력 비중은 불과 10년 동안에 6%에서 25%로 급증했다. 특히 바람이 좋은 쾌청한 날씨에 태양

광 발전기와 풍력 발전기는 독일 전체 전력 수요의 절반까지 공급한다. 최근의 예측에 따르면 독일은 재생가능에너지

에 의한 전력생산 목표를 5년 앞당겨 2020년에 40% 이상을 공급할 것으로 전망하고 있다.

글/편집 유승목 기자

2015년 4월호 15

[표 2] 2014년도 발전원별 발전량 증감비교(2010년대비)

[그림 1] 발전원별 전력생산량과 재생에너지별 비중

출처 : Agora, 2014-2015

출처 : Agora, 2014-2015

종류 ‘10년 발전량(TWh) ‘14년 발전량(TWh) 증감률(%)

원자력 163.0 96.9 -31% 감소

갈탄+무연탄 262.9 265.9 +1.1% 증가

재생에너지 104.8 157.4 +51.4% 증가

(a) 독일의 발전원별 전력생산량(2000~2014년) (b) 재생에너지별 비중

1. 전원구성 :

재생에너지 발전량 급증으로 2014년에는 독일의 전원구성

에서 원자력은 2010년대비 큰 폭으로 감소한 반면, 재생에

너지는 큰 폭으로 증가하면서 발전원으로 자리잡게 되었다.

2. 전기요금 :

독일의 전기요금은 에너지전환 비용 등으로 인해 다른 국

가에 비해 높은 수준을 유지하고 있다.

·주거용 전기요금

재생에너지 부담금 증가 등으로 전기요금은 2009년~2013

년 기간에 40% 급증하였다.

· 산업용 전기요금

독일의 산업용 전기요금은 미국 대비 2배 가량 높은 수준

을 유지하고 있다.

·전력사 (유틸리티 사)

독일의 재생에너지 중심의 에너지전환 및 산업구조 변화

로 유틸리티 사들은 시스템적 위기에 직면하고 있다.

재생발전원의 우선 급전 정책, 지원보조금 정책은 전력

도매가 하락을 가져오고, 이로 인한 유틸리티 사들의 발전

량 감소로 전력산업의 수익성 악화를 초래하였다.

독일 주요 전력사인 E.ON의 2013년 당기순이익은 22억

유로로 2012년 대비 50% 수준으로 악화되었으며, RWE

사는 2013년 28억유로 적자로, 설립 이래 65년만에 적자

를 기록했다.

이러한 추세는 원전과 화석연료 발전기의 채산성 악화가

지속되고 재생에너지 및 신규사업 투자회수기간이 필요하

며, 안정적 용량확보를 위한 용량보상 메커니즘 도입이 지

연되면서 앞으로도 개선 전망이 불투명한 것으로 예측되

고 있다.

16

특 집

[그림 2] 주거용 전력가격 추세

[그림 3] 독일의 산업용 전력가격 추세 및 전망(2000~2030년)

출처 : BCG, 2014

출처 : BCG, 2014

(a) 유럽의 주거용 전력가격 추세(2009~2013년) (b) 독일의 주거용 전력가격 전망

*CAGR : Compound Annual Growth Rate, 연평균성장률

에너지전환 추진은 가장 큰 인프라 투자이며,

경쟁력 강화와 신규 일자리 창출

에너지 전환은 재생가능에너지 시스템과 에너지효율화를

위한 대규모 인프라 투자를 필요로 한다. 재생가능에너지는

기존의 에너지 기술에 비해 비용이 높아 보이지만, 매년 저

렴해지고 있다. 반면, 기존의 에너지원의 가격은 평균적으

로 계속 상승하며, 또한 화석연료는 매우 많은 지원금을 받

고 있다. 그리고 화석연료 가격에는 환경 부담금이 포함되

어 있지 않다. 재생가능에너지를 통해 에너지 수입을 대체

함으로써, 독일의 무역 수지는 개선되고, 에너지 안보는 크

게 강화되고 있다.

2012년 재생에너지 부문 일자리는 2004년 대비 3배 증가

하여, 약 37만8000개로 추산되며, 앞으로도 지속적으로 증

가할 것으로 전망된다.

재생가능에너지 분야 일자리는 제조분야에서 일부 만들어

지고, 그보다 더 많은 일자리가 설치 및 관리 분야에서 만들

어진다. 기술자, 설치자, 건축가를 위한 이러한 일자리는 지

역 차원에서 만들어지며, 외부로부터 위탁 받을 수 없다. 이

러한 일자리는 다른 나라에 비해 독일이 경제 금융 위기를

잘 극복하는 데 큰 도움이 되었다.

독일 에너지전환 정책의 직면과제와 타개방안

에너지전환 정책의 직면과제

재생가능에너지원의 확대는 기후변화 대응과 대규모 인프

라투자에 따른 경기활성화와 신규 일자리 창출이라는 긍정

적인 측면이 크게 부각되고 있지만 지속가능성의 측면에서

우려도 있다.

2011년 후쿠시마 원전사태로 인해 2022년까지 원전 완전

폐쇄를 추진하면서 이를 충당하기 위해 석탄화력 발전량이

오히려 증가하면서 온실가스 배출도 증가하고 있다.

재생가능에너지 목표는 2025년 전체 발전량의 40~45%를

5년 앞당겨 실현할 것으로 예상될 만큼 활발하게 진행되고

있음에도 2025년 온실가스 목표인 40%에 미달하는 35% 감

축에 그칠 것으로 예상되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 화석연료 발전을 재생

에너지로 전환해야 하는데 이를 위해서는 탄소가격 상승이

필요하지만, 탄소가격 상승은 기업부담 증가 요소로 작용하

게 되는 어려움이 있다.

또 2013년까지 에너지 전환에 이미 700억유로가 투자되었

으며, 2033년까지 재생에너지, ESS, 송전선로 등에 추가적

으로 4,100억유로 투자가 필요하다.

2015년 4월호 17

[그림 4] 재생가능에너지 및 전통 에너지분야 일자리 증감추이

출처 : 독일 환경부, 기술경제부

평가항목 달성정도(%) 세부항목

지속가능성70 온실가스 배출

109 신재생 전력생산 비중

가격·비용 적정성78 산업용 전기가격

0 가정용 전기가격

공급안정성

158 예비전력 공급가능량

100 계통 신뢰도

62 송전선로 확장

출처 : BCG, 2014

[표 3] 2014년 기준 에너지전환 목표실현 3대 평가항목

뿐만 아니라 산업용 및 일반용 전력 소비자들은 유럽의 다

른 국가들에 비해 2배 높은 전기요금을 장기간 감내하여야

한다는 것도 걸림돌로 작용할 것이다.

또한 신재생에너지에 대한 보조금 증가는 도매가 하락으로

이어지고, 이는 곧 가스화력 발전소의 채산성 악화를 초래하

여, 가스화력 발전소 폐지 확산에 따른 예비력 공급 가능용

량 감소로 중장기 전력공급 신뢰도 저하도 우려된다.

따라서 에너지전환 기본 목표인 재생에너지 확대 지원과

공급안정성 확보를 위한 가스화력 발전의 수익 보장이 동시

에 필요한 상황이다.

독일의 재생에너지 주 생산지인 북부와 주 소비지인 남부

를 잇는 4,600km에 달하는 송전망 건설 확장이 필요하다.

독일정부의 전력산업 위기 타개방안

독일 전력산업 위기 타개를 위해서는 규제 변화와 소유구

조 변화가 필요하며, 복합적인 이행전략 마련이 필요하다.

1. 규제 변화

안정적으로 전원을 확보하기 위해서는 다음과 같은 정책

개선이 필요한 것으로 의견이 모아지고 있다.

① 기존 원전·화석연료 발전기 퇴출시기 연장

- 수급안정성 확보를 위해 ’17년 이후 퇴출예정 발전기

연장 고려 필요

② 신규발전 투자 확산을 위한 선택적 경매 방식

- 안정성 확보목적의 발전기 대상 선별적 수익보장

③ 용량확보 메커니즘 도입

- 화석발전 보유 전력사의 안정적 수익보전을 위한 용량

규제 방안 마련

④ 수익보전 규제를 적용한 중앙급전

- 필수 불가결한 전원 유지를 위해 중앙급전 방식을 통한

수익보전

2. 소유구조의 변화

전력사의 부실화와 파산 방지를 위해 다음과 같은 방안을

마련할 필요가 있다.

① 부실 전력사 선별적 청산

- 에너지전환 추진으로 부실화된 전력사 국유화, 시영화,

타사 매각

② 부실 전력사 선별적 구제

- 긴급 자본조달, 경영환경 개선을 위한 금융구제, 회사

구조 개편 병행

③ 원전·화석연료 발전소 정부 매입

- 중앙 주정부에서 기존 전력사의 필수 원전·화석연료

발전소 지분 매입

④ 전력사 재규제화 시행

- 25년전 구조개편된 전력사의 발송배전 부문을 재규제화

및 통폐합

결론 및 시사점

2011 일본 후쿠시마 원전사태와 온실가스로 인한 기후변화

18

특 집

[그림 5] 독일 전력산업 위기 타개방안 프레임

출처 : BCG, 2014

에 대한 대책으로 도입한 독일의 원자력 완전폐쇄와 재생에

너지로의 급격한 에너지전환 정책은 독일의 전력산업, 제조

업, 일반 소비자의 경제적 부담을 가중시키고 온실가스 배

출증가 등의 문제를 야기하였다.

이러한 상황이 지속 시, 2022년 원전 완전폐쇄와 2030년

탄소감축 목표 동시 달성은 불가능할 것으로 전망되고 있다.

또 에너지전환 정책 시행에 따른 도매가 하락으로 투자비

회수가 어렵게 되고, 이는 투자감소로 이어져 전력공급 안

정성을 저하하므로 정부의 적극적인 개입을 통한 종합적 대

책마련의 필요성이 증대되고 있다.

전력산업 위기 극복을 위해서는 충분한 공급력의 적기 확

보를 위해 ‘규제 및 소유구조 변화’가 병행되어야 한다는 의

견이 현재 전력산업에서 개진되고 있다.

규제측면에서 에너지전환은 ‘대형발전기·규제기반의 분

산형 발전으로의 중심이동’을 의미하며, 전력시장 재규제 논

의의 시발점이 될 수 있을 것이다.

2015년 4월호 19

·KEMRI 전력경제 Review 제9호, 2015. 3. 16.

· BCG, German Energy Transition, GERMANY’S ENERGIE-

WENDE, 2014. 9

· Agora, The Energiewende in the Power Sector: State of

Affairs 2014, 2015. 1

· H.W.Schiffer, Hot issue of renewable energy in Germany's

power industry

· 에경연, WORLD ENERGY MARKET Insight Weekly 14-25,

14-39, 15- 4

· FT, German energy market a disaster, says EDF chief,

2014.10

· FT, Germany's green goals have profound consequences for

EON and RWE, 2015.2

· WSJ, Assessing the Extent of Germany’s Energy Dilemma,

2014.2.13

참고문헌

1. 서론

신재생에너지 활성화 정책으로 대규모 태양광발전소가 폭

발적으로 증가하고 있다. 2014년 상반기 RPS 태양광발전

공급인증서 판매사업자 접수결과에 따르면 4,530개소가 입

찰하여 4.23:1의 경쟁률을 보이고 있으며 843개소가 선정

되어 5개월 이내에 발전소를 설치하여 사용전검사를 완료할

예정이다. 그러나 에너지관리공단에서 신재생에너지 모니터

링시스템으로 모니터링하고 관리하는 태양광발전소는 현재

까지 약 814개소로 대부분의 태양광발전소가 적절한 유지관

리가 되지 않고 있는 실정이다. 이렇게 폭발적으로 증가하고

있는 태양광발전소를 유지관리하기 위한 다양한 수요가 발

생하고 있으며, 태양광발전소의 유지관리를 위한 안전관리

자의 선임과 이를 뒷받침하기 위하여 산업인력관리공단에서

는 신재생에너지 발전설비(태양광) 기사를 만들어 새로운 수

요를 충족하고 있다. 향후, 계속적인 태양광발전소의 증가와

함께 유지관리를 위한 수요는 점점 더 증가할 것으로 보인

다. 이에 본 시스템은 태양광발전소의 효율적인 운영을 통한

발전효율을 극대화 하고자 새로운 시스템을 개발하여 실증

하였으며, 이를 활용하여 대규모 태양광발전소부터 효율적

으로 운영하고자 한다.

2. 본론

2.1 현시스템의 문제점

기존 태양광발전소의 모니터링 시스템은 주변의 기상정보

를 이용하여 발전량을 예측하여 부정확하였으며, 산재해 있

는 태양전지모듈과 접속반 각각에 통신장치를 설치하고 접

속반에서 전기실로 통신케이블을 연결하거나 무선네트워크

를 사용하고 있다.

모니터링 시스템은 인버터 회사에서 제공하는 모니터링 시

스템을 활용함으로써 과학적인 모니터링과 유지관리 보다

는 일반적인 발전량과 집계와 인버터의 장애만을 식별할 수

있는 시스템으로 구성되어 있었다. 또는, 접속반이나 태양

전지모듈의 구조물 단위로 통신장치를 설치하여 모니터링

하여 발전소 고유의 유지관리보다 다발적인 통신장치의 장

애로 인한 장애처리에 더 많은 시간을 투자하는 형편이었

Power Tech Ⅰ

대규모 태양광발전소 최적 모니터링 시스템 개발

조욱래*, 박정호*, 차왕철*, 김재철* (숭실대학교*)

20

다. 장기적으로 운영해야하는 발전소의 운영과는 달리 접속

반과 전기실간의 통신케이블의 소손과 노후화로 인한 통신

케이블의 교체 등 부대비용의 증가로 인한 대손충당금 등의

과다한 설정이 필요한 실정이었다. 이를 적절하게 운영하기

위해서는 과다한 통신비용과 통신장치의 장애처리 및 교체

비용을 감안하고 산재해 있는 발전시스템을 잘 활용하기 위

한 시스템의 도입이 필요하며, 이를 보완하고 태양광발전

소에 적절한 모니터링과 유지보수를 과학화할 수 있는 시스

템의 도입이 필수적이다. 또한, 전력계통 등과 연계하기 위

해서는 정보보안체계 기반 통신망연계를 통한 보안가이드

라인의 충족과 같은 자가망 구간의 연계구간 방화벽 구성과

서버영역의 DMZ 구성과 같은 네트워크 보안이 필수적이지

만 이에 대한 방어는 전무한 상태이다. 태양광발전소의 인

버터, 변압기 등과 같은 기기들의 온도상승에 따른 발전효

율 감소를 제어할 수 있는 장치가 필요하지만 이를 제어하

고 관리하기 위한 시스템이 부족한 상태이었다.

태양광발전소의 인버터, 변압기 등과 같은 주요설비의 발

전효율은 온도에 따라 크게 좌우되며, 최적의 발전효율을

나타내기 위해서는 봄부터 온도가 크게 상승하여 발전효율

이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 특히, 여름철에는 일사량

은 좋으나 온도상승에 따라 발전효율이 크게 떨어지는 문제

점이 발생하고 있다. 이는 태양광발전소 전기실 외부와 내

부의 공기 순환을 통하여 발전효율에 직접적인 영향을 미치

는 온도를 저감할 수 있는 시스템과 전기실을 모니터링하고

감시할 수 있는 시스템의 부족으로 인한 것이다. 전기실 온

도 상승에 따른 각종 환풍기와 팬 등의 시설에 따른 전기료

등은 유지보수 비용과 발전원가 상승에 따른 전기판매량이

떨어지는 요인으로 발생하고 있다. 태양광발전소 유지보수

과학화를 위한 모니터링 시스템은 산재해 있는 접속반과 모

듈을 효율적으로 감시하고 신속한 복구가 가능한 시스템으

로 정확하게 발전량 예측하고 자가 취유할 수 있는 특화된

시스템이 필요하며, 현장에 산재한 시스템을 통신장치와 측

정장치를 통한 원거리 감시 및 운영이 가능한 시스템의 필

요성과 장애를 효율적으로 감시하고 신속한 복구 가능한 시

스템의 도입이 절실한 실정이다.

대규모 태양광발전소의 운영과 유지관리를 위해서 다양한 모니터링 시스템이 현재 운영되고 있다. 태양광발전소는 산

재되어 있는 태양전지모듈과 접속반 등을 통합관제하거나 발전량 예측을 통한 안정적 전력계통 연계와 발전설비의 원

격제어 등 효율적 운영을 통한 안정적인 수익창출이 중요하다. 현재 도입되고 있는 모니터링 시스템은 신재생 EMS 등

에 근거한 시스템으로 태양광발전소와는 많은 괴리가 있는 것이 현실이다. 그러므로 선진화된 정보통신기술을 적용한

효율적인 시스템의 도입이 필요하며, 이를 이용한 유지관리의 과학화가 필요한 시점이다. 기존의 시스템은 산재되어 있

는 통신장비의 장애와 통신비용 등이 또 다른 문제점을 야기 시키고 있으며, 이로 인한 유지관리에 많은 인력과 비용이

투입되어 운영의 효율이 떨어지고 있다. 본 시스템은 이를 개선하기 위하여 유지관리의 비용절감과 과학적인 분석으로

모니터링하고 신속하게 장애를 복구하고 효과적으로 태양광발전소를 운영하기 위하여 발전소에 기상관측 장비를 구축

하여 기상관측 정보를 정확하게 분석하고 이를 활용한 발전량 예측과 설비관리로 운영과 발전효율을 극대화 하였다.

[그림 1] 태양광발전소 모니터링 시스템

[그림 2] 접속반 모니터링 시스템

2015년 4월호 21

2.2 태양광발전소 유지보수 과학화 시스템

태양광발전소에 산재해 있는 태양전지모듈과 접속반의

효율적인 감시를 통하여 운영과 신속한 복구가 가능하도

록 시스템화한 유지보수 과학화시스템이 필요하며, 현장

의 태양광발전소 시스템을 통신장치와 측정장치를 통하여

원거리 및 실시간 감시와 운영이 가능한 시스템으로 장애

를 효율적으로 감시하고 운영의 과학화를 위한 시스템이

필요하다.

태양광발전소에서 가장 많은 장애 요소인 접속반을 효율

적으로 관리하기 위해서 회로 내의 임의의 접속점에서 들어

가는 전류와 나오는 전류의 대수합은 0이라는 논리에 근거

한 전류의 연속성을 나타내는 특성을 고려하여 유입전류 전

체의 합과 유출전류의 전체의 합은 같다는 논리와 회로 내의

임의의 폐회로에선 한쪽 방향으로 일주하면서 취할 때 공급

된 기전력의 대수합은 각 기로에서 발생한 전압강하의 대수

합과 같은 원리를 이용한 전압과 기전력의 평형성을 나타내

는 법칙을 고려하여 기전력의 전체합과 전압강하의 전체합

은 같다는 원리에 근거한 태양광발전소에 적합한 전류센서

를 제작하고 이를 접속반에서 인버터로 들어오는 각각의 인

입하는 +쪽 인입케이블에 전류센서를 설치하고, 측정된 센

서의 데이터를 중앙 모니터링시스템으로 통신중계장치에 의

해 올려준 데이터를 분석하여 접속반을 관리할 수 있다.

현장에 설치된 경사 일사량계와 풍향계 등의 기상정보 등

을 고려한 환경을 분석하여 발전량을 예측하고 인버터의 인

입 케이블에 전류센서를 설치하여 장애를 실시간 감시하고

모니터링할 수 있다. 산재해 있는 접속반 각각의 고유 특성

을 고려한 장애패턴 분석과 발전량 예측 알고리즘을 탑재하

여 발전량을 예측하고 계통연계에 따른 발전효율을 극대화

할 수 있을 것이다. 전기실 자연 냉각시스템은 발전효율 향

상을 위한 시스템으로 태양광발전소 주요설비의 발전효율

향상을 위해서 인버터 및 전기실 온도저감을 통한 발전효율

을 향상할 수 있으며, 태양광발전소 전기실 효율에 직접적

인 영향을 미치는 온도를 저감함으로써 인버터 등 전력설비

의 효율을 향상시키는 시스템으로 전기실의 온도를 직접 외

부로 방출시키고 외부의 온도를 전기실 안으로 가져와 전기

실의 온도를 낮출 수 있으며 전기실의 냉방설비의 작동을 최

소화하는 자연냉각 시스템으로 전기실의 각종 환풍기, 팬 등

의 작동을 최소화하여 수발전 차액에 따른 전기판매를 최대

화 할 수 있다.

태양광발전의 발전량 예측 알고리즘은 장주기 예측과 단주

기 예측으로 구별하며 태양광의 유효전력을 입력하여 예측

시점에서 유효전력 값을 출력하지만 예측의 길이가 너무 길

어지며, 기상정보를 정확하게 활용하지 못하거나, 기상청에

서 제공하는 정보가 지역적 괴리로 인한 오차가 너무 큰 경

우가 발생하며, 환경오염이나 고도에 따른 온도와 지역풍 등

에 따른 오차가 심하게 발생한다. 그래서 본 연구에서는 태

양광발전소에 인버터의 온도와 수평, 경사 일사량계 및 외부

온도와 및 모듈 온도계를 설치하여 기상정보의 정확도를 높

이고 기록된 태양광의 유효전력을 입력하여 예측 시점에서

두가지 이상의 기상 정보를 평균하여 기상정보 예측의 정확

성이 크게 벗어나지 않아 기상정보를 활용한 예측값의 개선

과 보정이 필요 없도록 하였다. 칼만 필터는 실제 알고리즘

에 적합하도록 하기 위해 자기회귀-이동평균 모형의 간단

한 형태인 단일계열을 이용한 예측 중에서 가장 간단한 식으

로 표현하였으며, 식으로 나타내면 아래와 같다.

Power Tech Ⅰ

22

[표 1] 태양광발전소 기상관측 [표 2] 태양광발전소 설비출력 정보

Xt = ΦXt-1+Θεt-1+εt

태양광발전소의 발전량 예측을 위해 예측 초기의 큰 변동

값을 보정하기 위해서는 칼만 필터를 사용하는데 칼만 필터

는 데이터의 현재 값뿐만 아니라 데이터의 처음부터 모든

값을 필요로 하므로 잔차를 구하는 방식은 전체 데이터의

분산이 필요하므로 데이터의 증가로 인한 시스템 부하 등을

고려할 때 입력된 데이터의 적절한 기간을 정의하는 알고리

즘이 필요하다.

태양광 발전소의 유효전력(발전량)을 예측하기 위해서는

일반적으로 모듈 배치와 일치하는 경사 일사량과 모듈의 특

성을 고려한 모듈의 온도와 외기온도 등이 주요 변수로 작

용하고 있으며, 본 연구에서 설치하고 시험한 데이터와 기

상청 자료와 정보를 비교 분석하여 실제 발전량과는 약 16%

정도의 오차가 발생하였다. 이는 지역적인 정보와 설치된

계측기의 오차에 따른 것으로 추정되지만, 가장 큰 원인으

로는 기상청에서 주는 수평일사량과 계절별로 조정되는 모

듈의 경사각에 따른 경사 일사량과의 차이로 인한 것으로

추정되었다.

태양광발전소의 시간대별 발전량을 보면 인버터, VCB,

ACB 단에서 각각 비슷한 발전량 분포를 보이고 있으며,

발전량과 계측기의 데이터와 비교 분석해 보면 경사 일사

량, 수평 일사량, 인버터 온도, 모듈온도, 외기온도 순으로

발전량에 영향을 주는 것으로 나타나고 있으며, 구름의 분

포 등에 따른 발전량은 각각의 기기에 같은 영향을 미치는

것으로 전체 발전량에만 영향을 미치는 것으로 나타나고

있다.

3.결론

태양광발전소 모니터링 시스템은 태양광발전소의 발전량

을 나타내는 전류-전압 곡선을 고려할 때 실제 발전량은 전

압의 변화보다는 일사량에 따른 전류의 변화에 따라 발전량

이 크게 변화하는 특징을 보이고 있다. 이를 적절하게 활용

한 인버터 인입 케이블에 전류센서를 설치하여 접속반 단위

로 감시·제어하는 것이 가장 효율적이며 경제적이다. 모니

터링 시스템의 발전량 예측을 위해서 칼만필터 등을 활용한

알고리즘을 탑재하고 발전소에 설치된 기상장비 계측값을

이용하면 좀 더 정확한 발전량 예측이 가능하며, 이를 활용

하면 가상발전소(VPP) 개발 등에 유용하게 활용 될 수 있을

것으로 보인다.

2015년 4월호 23

[1] 박정호, “태양광발전소 최적의 발전량 예측에 관한 연구”, 대한전기학회

하계학술대회, 논문집, 1152, 2013

참고문헌

[표 3] 태양광발전소 시간대별 발전량

1. 서론

우리나라 전력소비는 계약종별로 시간대(1〜24시)에 따른

패턴이 상이하다. 동·하계 모두 산업용은 15시, 일반용은

11시, 주택용은 21시에 최대 전력소비가 나타난다. 주택용,

일반용, 산업용 전력소비는 전체의 85%를 차지하며 이 중에

서 일반용, 산업용 전력소비는 74%를 차지한다. 그러나 계

약종별 구분은 각 산업 분류별 특성 반영이 미흡하여 통계청

의 한국 표준산업분류코드를 활용하기로 한다. 표준산업분

류코드에 의해서 全산업별 전력수요 특성을 파악할 수 있다.

전력소비 패턴은 경기와 산업 활동을 가장 잘 설명하는 요

소이다. 전력소비는 GDP 성장률과 상관성이 80%에 달하며

산업생산지수와는 90% 상관관계를 가진다.

2. 본론

2.1 분석대상 및 방법

통계청의 한국 표준산업분류코드는 가정내 가사활동을 제

외하고 생산단위가 수행하는 산업 활동을 그 유사성에 따라 유

형화한 것을 의미한다. 이에 따라 우리나라 산업은 표준산업

대분류 기준으로 21개, 중분류 기준에 의해 75개로 구분된다.

산업별 평균 전력소비량은 시간대에 따라 최대 1.2〜50배

이상 차이가 나므로 상대적 비교를 위해서는 상대계수 개념

이 필요하다. 전력소비 상대계수는 산업별 24시간 평균소비

를 1000을 기준으로 계산한 것을 의미한다. (월평균 전력소

비량 / 24시간 평균 소비량 *1000)

2.2 전력소비 특성 분석결과

표준산업분류별 전력소비 특성분석을 통해, ① 전력다소

비, 저소비 업종 구분 및 시간대별 패턴으로 산업 그룹화 ②

Power Tech Ⅱ

표준산업분류별 전력소비 특성분석 및 활용방안

이승은*, 정춘택, 이석범 (한국전력공사 경제경영연구원)

24

[그림 1] 경기요소와 전력소비의 상관관계

전력소비와 경기변화 전력소비와 산업활동

산업별 동·하계 특성분석 및 냉난방수요 산출로 수요예측

에 활용 ③ 연도별 피크시 산업별 전력소비 감소량 비교로

수요관리 성과평가가 가능하다.

2.2.1 연도별, 계절별 패턴으로 산업 그룹화

월별 평균 전력소비량에 따라 전체 산업들을 전력다소비,

저소비 업종으로 구분 가능하다. 또한 연도별 전력다소비

업종에서 저소비 업종으로 변화, 저소비 업종에서 다소비

업종으로의 변화를 통해 산업·경기구조 변동을 설명할 수

있다. 2013년의 경우 2012년 대비 금융업, 자동 및 부품 판

매업 등 13개 산업이 저조했으며 섬유제품 제조업, 의료/정

밀/광학기기 제조업, 음식점 및 주점업 등 15개 산업이 크게

성장했음을 알 수 있었다. 시간대별 패턴에 따라 산업의 그

룹화도 가능한데, 산업용에 속하는 광업, 제조업, 전기/가

스/수도 등의 B〜F 분류 산업들은 오전, 오후 두 번 최대소

비가 나타나는 M자형 소비패턴을 보인다. 일반용 중 금융,

기타 서비스업(K〜U)은 오전에 전력소비량이 급증하는 산

업이며 상가, 부동산업(G, I)은 영업시간(9~18시)동안 사용

량이 일정한 산업으로 분류된다.

2.2.2 동·하계 피크 발생 기여도 및 냉난방수요 분석

산업별 동·하계 피크 비교로 피크발생 요인 파악이 가능

하다. 2009년 이전에는 대부분 산업의 하계피크가 동계피

전력소비 패턴은 우리나라 경기와 산업구조를 가장 잘 설명하는 요소이다. 우리나라는 주택용, 일반용, 산업용 전력소

비가 전체의 85%를 점유하며 이 중 일반용, 산업용의 전력소비는 74%를 차지한다. 통계청의 표준산업분류코드를 활용

하면 주택용을 제외한 각 산업별 전력소비 특성을 파악할 수 있다. 특히 계절별, 시간대별 전력소비 패턴을 통해 산업,

경기구조 변화를 파악하고 최대수요 발생요인 및 수요관리 성과평가가 가능하다. 이 결과는 향후 수요예측, DR 고객확

보, 요금제 설계 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

2015년 4월호 25

[표 1] 9차 개정 한국 표준산업분류

대분류 산업명 계약종별

A 농업, 임업 및 어업 농사용

B〜F 광업, 제조업, 전기/가스/수도 폐기물, 환경 복원, 건설업

산업용

G〜O

도매 및 소매, 운수업, 숙박 및 음식점업 출판, 영상, 정보 등,

금융, 보험 부동산, 임대, 전문, 과학, 기술, 사업시설,

사업지원, 행정, 국방, 사회보장

일반용

P 교육서비스 교육용

Q〜U 보건 및 사회복지, 예술,

스포츠, 여가 협회, 수리, 개인, 자가소비 생산 활동 등

일반용

[그림 2] 산업별 평균소비량 vs 전력소비상대계수

[그림 3] 전력소비 특성을 이용한 산업, 경기구조 파악

2013년 전력다소비/저소비 업종 그룹화

⇨

크보다 컸다. 광업의 경우 하계 전력소비가 동계대비 1.1〜

1.3배 크게 나타났다. 2009년 이후에는 타산업 대비 전력소

비가 큰 산업에서 동·하계 전력소비가 역전하여 동계피크

가 더 컸다. 제조업(,C), 교육 서비스업(P)등이 동계피크 발

생에 기여한 산업으로 분석된다. 뿐만 아니라 피크 발생시간

전후 전력소비 패턴 특성파악으로 피크 예측에 활용할 수도

있다. 2011년 이후 피크 발생시간이 11시에서 10시로 빨라

진 이유를 타산업대비 전력소비가 큰 광업, 제조업, 건설업

의 전력소비패턴에서 찾을 수 있다. 또한 이들 산업의 2008

〜2010년 1월의 전력소비는 9시부터 11시까지 서서히 증가

하였으나 2011년 이후에는 오전 8시부터 1.5〜2배 급증하여

피크 발생을 유도한다.

또한 산업별 동·하계 냉난방수요량 비교로 피크 기여도

를 산출해 볼 수도 있다. 냉방수요는 동계(12〜1월) 11시 전

력소비상대계수와 가을(10월) 11시 전력소비상대계수 차이

로 구하며 난방수요는 하계(7〜8월) 15시 전력소비상대계

수와 봄(4〜5월) 11시 전력소비상대계수 차이로 산출한다.

냉·난방수요로 산업별 피크 기여도 비교 결과 도매 및 소

매업(G), 금융 및 보험업(K) 등의 일반용과 교육 서비스업

(P)에 해당하는 교육용의 경우 냉난방수요가 커서 피크 기

여도가 높은 산업으로 분류된다. 반면 산업용의 냉난방 전

력소비의 경우 타산업대비 1/6수준으로 매우 낮은 것으로

나타났다. 특히 제조업, 광업, 전기/가스/수도의 8월 전력

소비는 하계기간의 긴 휴가로 인해 오히려 감소한다.

2.2.3 동·하계 수요관리 실적 및 성과평가

피크시 수요관리에 따른 산업별 전력소비 감소량을 통해

수요관리 성과 평과도 가능하다. 정부는 수급위기 극복을

위해 산업용을 중심으로 대규모 수요자원에 수요관리를 집

중하였으며 2011년 동계부터는 절전규제 등의 강제적 수요

관리를 시행하였다. 이에 따라 제조업의 2011〜2013년 동

계 피크시간 전력소비가 과거대비 감소한 것으로 나타났다.

반면 일반용, 교육용에 해당되는 산업의 경우 연도별로 전

력소비가 일정하여 변화가 거의 없다.

2.2.4 활용방안

전력다소비 업종의 동향파악을 통해 산업·경기구조를 반

영하여 수요예측이 가능하다. 동·하계, 월별 수요예측시 기

온외 산업활동도 예측변수로 이용되기 때문에 전체 전력소

비에 큰 영향을 미치는 전력다소비 산업의 동향을 주목할 필

요가 있다. 또 계절별, 시간대별 산업특성을 활용하여 비용

효과적인 DR 고객확보가 가능하다. 피크 기여도가 높은 산Pow

er Tech Ⅱ

26

[그림 4] ’12 〜 ’13년 전력다소비, 저소비 업종의 그룹화

전력다소비/저소비 업종의 변화

전력다소비 (’12년) → 전력저소비 (’13년)

•자동차, 부품판매업

•금융, 보험서비스업

•담배 제조업 등 13개 산업

전력저소비 (’12년) → 전력다소비 (’13년)

•섬유제품 제조업

•의료/정밀 제조업

•음식점, 주점업 등 15개 산업

[그림 5] 시간대별 패턴에 따른 그룹화

[그림 6] ’09년 전후 동·하계 전력소비 패턴 비교 [그림 7] 연도별 동·하계 전력소비패턴 변화

광업의 2008, 2013년 개형 건설업의 5개년 개형 변화’09년 이전

’09년 이후

제조업 교육 서비스업

그룹1 그룹2 그룹3

M자형 전력소비 9〜11시 최대소비 9〜18시 일정소비

제조업/광업/환경업 금융, 보험업/교육업 도소매업/부동산업/임대업

1시 5시 9시 13시 17시 21시1시 5시 9시 13시 17시 21시 1시 5시 9시 13시 17시 21시1시 5시 9시 13시 17시 21시

1시 5시 9시 13시 17시 21시 1시 5시 9시 13시 17시 21시1시 5시 9시 13시 17시 21시

1시 5시 9시 13시 17시 21시 1시 5시 9시 13시 17시 21시

업, 냉난방소비가 높은 산업을 DR 고객으로 확보하여 수급

위기시 비상 DR 자원으로 활용할 수 있다. 마지막으로 산업

별 전력소비특성을 고려한 계시별 요금제 대상의 세분화에

활용할 수 있다. 24시간 패턴분석결과를 참고하여 동계 9〜

11시 전력소비가 급증하는 산업, 9〜18시에 전력소비가 꾸

준하게 높은 산업은 타산업과 차별화된 요금설계를 할 수도

있다.

3. 결론

표준산업분류에 따른 전력소비 특성분석 결과 산업·경

기구조 변화를 설명하고 계절별, 시간대별 패턴으로 산업

의 그룹화가 가능하다. 또 산업별 동·하계 전력소비 특성

분석을 피크예측에 활용하고 냉난방수요 산출을 통해 산

업별 피크 기여도를 비교할 수 있다. 동·하계 피크시 수

요관리에 따른 산업별 전력소비 감소량 비교를 통해 수요

관리 실적분석 및 성과평가도 가능하다. 이러한 결과를 기

반으로 수요예측, DR 고객 확보, 맞춤형 요금설계 등에

활용할 수 있다.

2015년 4월호 27

[그림 8] 연도별 동·하계 전력소비패턴 변화 [그림 9] 연도별 동·하계 전력소비패턴 변화

[1] 통계청, 국가통계포털(KOSIS) 전력소비행태 분석 데이터베이스

[2] Classification and Clustering of Electricity Demand patterns

in Industrial Parks, Energies, 2012

참고문헌

2013년 동·하계 산업별 냉난방 전력소비 비교 제조업의 전력소비 변화 도소매업의 전력소비 변화

1. 서론

분산전원(Distributed Generation)에 대해서 한전(한국전

력공사)에서는 ‘수요지 근방에 설치되는 비교적 작은 규모의

전원(3kW~50MW)’으로 정의하고 있으며, 분산전원시스템

에 대해서는 기존의 원자력이나 화석연료를 활용한 대규모

집중형 전원시스템과 달리 태양광이나 풍력, 수력 등과 같은

신재생에너지 전원을 활용한 전력시스템이나 열병합발전시

스템, 에너지저장시스템(Energy Storage System: ESS)을

그 예로 한다고 소개하고 있다 [1].

분산전원시스템 도입의 필요성에는 여러 가지 이유가 있겠

으나 첫째로 점차 증대되는 전력수요에 대응하기 위해 기설

발전소 발전설비용량보다 큰 발전소 신설이 불가피하다. 이는

새로운 송·배전 설비구축 및 입지확보 등과 같은 금전적 문

제가 수반된다. 둘째로 화석연료 화석연료를 활용한 기존의

대규모 전원시스템은 환경적 문제를 초래한다. 그렇기 때문에

앞으로는 신재생에너지원을 포함한 분산전원시스템과 기존

전력시스템과의 협조운용을 통해 전력수급이 이뤄질 것으로

보이며 본고에서는 현재 연구되고 있는 각 분산전원시스템들

에 대한 연구동향과 출력제어방법에 대해 알아보고자 한다.

2. 본론

2.1 분산전원의 분류

분산전원의 형태는 여러 가지로 분류 될 수 있으나 본고

에서는 표 1을 참고하였다[2]. 발전기술 분류기준으로 다양

한 분산전원의 형태가 존재하는데 그 중에서 현재 연구가 활

발히 진행되고 있는 태양광발전, 풍력발전, 에너지저장장치

(ESS)에 대해서만 다루고자 한다.

2.2 태양광 발전시스템

태양광발전시스템이 계통과 연계하여 동작할 때 최대전력

점추종(Maximum Power Point Tracking,이하 MPPT)과

PLL을 통한 위상 동기화, 그리고 인버터의 출력전류 제어를

통해 계통에 AC 전류를 주입하게 된다. 태양광발전시스템

의 구조는 DC/DC 컨버터의 유무에 따라 그림 1의 Single-

Power Tech

Ⅲ

분산전원 출력제어 방법에 대한 연구

이제호, 이현준, 오준석, 정의용, 마성덕, 김재언 (충북대)

28

[표 1] 분산전원의 분류[2]

분류기준 분산전원의 형태

발전기술 가스터어빈, 가스엔진, 디젤엔진, 소수력, 연료전지, 태양광, 풍력, 저장(2차전지, Fly-wheel, 초전도)

발전설비 회전기(동기기, 유도기), 정지기

이용형태 발전전용, 열병합발전, 저장 및 발전

소유 및 운용권한 전기사업자용, 비전기사업자용

계통과의 연계운전 연계운전형, 단독운전형

역조류의 유무 역송가능형, 역송불가능형

Stage 구조와 Dual-Stage 구조로 분류된다.

Single-Stage 구조는 일본과 같은 낮은 계통전압(120V)

를 사용하는 나라에서 선호하며[3], DC/AC 인버터에서

MPPT와 인버터 출력전류 제어가 수행된다. 반면에 Dual-

Stage 구조는 멀티스트링형 인버터에 사용되는 구조로서,

DC/DC 컨버터에서 MPPT를 수행하고 DC/AC 인버터에서

출력전류 제어를 수행한다.

태양광 패널의 출력전압 VPV와 출력전류 IPV는 MPPT를

통해 최대 전력이 발생하는 지점에서의 값을 갖는다. MPPT

는 DC/DC 컨버터에서 수행하고 DC/DC컨버터의 2차측 전

압인 DC Link 전압 VDC가 DC/AC 인버터에 의해 제어되

므로 최종적으로 MPPT의 결과는 DC/DC 컨버터의 듀티비

가 된다. 또한 계통연계 시 계통의 위상정보를 추출하여 역

률 1 제어를 수행하고, DC/AC 인버터는 전형적인 전류제어

를 통한 전압형 인버터로서 동작하여 PWM과 직류전압제어

를 수행하게 된다. 추가적으로 MPPT의 동특성을 보상하기

위해 별도의 전향보상을 추가하여 인버터의 출력 전류제어

가 이루어진다.

다음으로 태양광발전시스템의 구조에 대해 간략히 알아보

겠다. 태양광발전시스템은 모듈구성에 따른 인버터방식에

따라 4가지로 분류된다. 각 인버터 방식에 대한 블록도는 다

음 그림 1과 같다.

각각의 인버터 구성 방식에는 장단점이 있기 때문에 발전

설비용량 대비 구축비용과 발전효율간의 경제성을 고려해

서 구성방식을 선정해야 한다. (b),(c)의 구성방식 중 태양광

모듈을 직렬로 연결하여 스트링 구성을 하면 DC링크 전압

을 높게 가져갈 수 있으므로 인버터 입력 전에 별도의 부스

트 컨버팅을 할 필요가 없다는 장점을 갖는다. 하지만 각각

의 태양광모듈의 MPPT를 기대하기가 어려워 전체 출력효

율이 낮아지는 단점이 있다. 이는 모듈을 병렬로 구성하여

보완하는 방법이 있으나 현재 가장 연구가 활발히 진행되고

있는 모듈구성방식은 (d)이다. 모듈 각각의 뒤편에 마이크

로인버터를 부착하여 구성하는 방식으로 전력생산의 효율

성이 높다. 또한 플러그 앤 플레이 작동으로 탈부착에 용이

해 유지보수 측면에서도 장점을 갖는다. 단점으로 지적되는

생산단가 역시 현재 낮아지고 있는 추세이다[4]. 이러한 AC

모듈 인버터방식에 부착되는 마이크로인버터의 수명은 커

패시터와 밀접한 관계가 있다. 커패시터를 선정하는데 있

어서 전해질 커패시터 보다는 필름커패시터를 사용하는 것

이 인버터 수명을 길게 한다고 알려져 있다. 그 이유는 전

해질 커패시터는 필름커패시터에 비해 온도에 민감해 수명

이 짧고 부피가 크며 가격 면에서도 경쟁력이 없다. 그렇기

때문에 인버터 커패시터 산출과정에서 커패시터 용량을 작

게 설계해 필름커패시터사용을 유도하는 것이 마이크로 인

버터의 수명을 좀 더 길게 하는 방법일 것이다. 더 작은 용

원자력이나 화석연료를 활용한 기존의 대규모 집중형 전원시스템과 달리 태양광이나 풍력, 수력 등과 같은 소규모의

신재생에너지원을 활용한 분산전원시스템의 필요성이 대두되고 있다. 이에 분산전원시스템에 대한 연구들이 활발히

진행 중에 있다. 본고에서는 각 분산전원 시스템들의 출력제어 방법에 대해 알아보고자 한다.

2015년 4월호 29

[그림 1] (a) Single-Stage 태양광 발전시스템 블록도 (b) Dual-Stage 태양광 발전시스템 블록도

(a) (b)

량의 커패시터 값 선정 시 별도의 제어기

법과 소자사용으로 인한 손실이 발생하게

되는데[4]에 따르면 3단자 플라이백 컨버터

를 활용해 이산전류제어(Discontinuous

current control)방법과 전력균형제어

(Power balance control)를 이용한 방식이

커패시터 용량을 줄일 수 있으면서도 인버

터 손실이 가장 적다고 서술하고 있다.

2.3 풍력 발전시스템

풍력발전시스템은 운전제어방식에 따라

고정속 운전방식, 회전자 권선저항에 의

한 부분가변속 운전제어방식, 이중여자방

식에 의한 가변속 운전제어방식, 전가변속

운전제어방식으로 크게 나눌 수 있으며[2],

발전기 형태에 따라 농형유도발전기, 권

선형유도발전기, Doubly-Fed Induction

Generator(DFIG), Permanent Magnet

Synchronous Generator(PMSG)등으로

분류 될 수 있다[5]. 다음 그림 3은 현재 가

장 널리 사용되고 있는 DFIG와 앞으로 시

장을 이끌어 갈 것으로 예측되는 PMSG

풍력발전시스템의 제어 블록도를 나타낸

것이다.

풍력발전시스템은 바람의 운동에너지를

전기 에너지로 변환하여 발전하는데 이때

바람의 운동에너지는 풍력발전기 블레이

드의 회전속도에 따라 산출된다. 바람의

속도가 변화하게 되면 블레이드의 회전속

도가 변화하고 이는 풍력발전기의 출력변화로 이어진다. 특

정 바람의 속도에서 풍력 터빈의 출력은 블레이드의 회전 각

속도에 따라 변화하며, 최대의 출력을 낼 수 있는 각속도 값

이 존재한다. 이 각속도로 블레이드가 회전하도록 발전기

를 제어 하여야 최대 출력을 낼 수 있는데 PV와 마찬가지로

MPPT를 해야 한다. MPPT 제어방법으로는 출력특성곡선

을 이용한 방법, 최적 주속비를 이용하는 방법, 최적 토크제

어를 이용한 방법이 있으나 최적 토크제어를 이용한 MPPT

가 주로 쓰인다. 그 이유는 앞선 두 방법은 바람의 속도를 측

정하여 이용하기 때문인데 일정치 않은 바람의 세기를 정확

히 측정할 수 없어 그 구현이 어렵다. 위 최적토크 제어를 통

한 MPPT를 발전기 측 컨버터에서 수행 하게 되는데 토크

지령치는 dq변환을 통해 전류 지령치로 변환되어 전류 제어

기를 통해 계통 측 컨버터의 스위칭을 위한 전압 지령을 생

성한다. 계통측 컨버터는 발전기측 컨버터를 통해 들어오는

전력은 계통에 전달하는 역할을 한다. PLL을 통하여 계통각

을 검출하고 이 각도를 이용하여 3상 전류를 dq로 변환하여

동기 좌표계 전류제어기로 전류를 제어한다. 필요에 따라 입

Power Tech

Ⅲ

30

[그림 2] 태양광 모듈구성에 따른 인버터 방식 블록도 (a) 중앙 집중 인버터 (b) 멀티스트링 인버터 (c) 스트링인버터 (d)AC모듈 인버터[4]

[그림 3] DFIG 및 PMSG 풍력발전시스템 제어블록도(a) DFIG 풍력발전시스템 블록도 (b) PMSG 풍력발전시스템 블록도

[표 2] 저장기술별 에너지저장시스템 [2]

구분 수명 기동시간 건설비용(/kW) 효율

양수발전 30년 수 분 150 ~ 300만원 66~75

압축공기저장 20년 수분 ~ 십수분 150만원 65~70

플라이휠저장 30년 순 시 300 ~ 400만원 60~70

배터리저장 10년(교환 필요) 순 시 1700 ~ 2200만원 65~70

초전도 자기에너지저장

30년 순 시 300 ~ 600만원 85~90

(a) (b)

(c) (d)

(a) (b)

력 전원의 역률을 조절 할 수 있지만, 보통의 경우에 효율을

최대화하기 위해서 역률은 1로 조절된다.

풍력발전시스템 시장은 1980년대부터 발전기 형태에 따

라 변화하였는데 1980년대에 회전자 구조가 간단하고 유지

보수에 큰 문제가 없는 농형유도발전기가 풍력발전시스템

에 주로 많이 활용되었고 1990년대에는 권선형유도발전기

를 이용한 풍력발전시스템이 시장을 이끌었다. 그러나 가

용풍속 범위가 좁고 무효전력 보상장치의 필요성 등 단점이

많아 2000년대 들어서는 DFIG와 백투백(back-to-back)

컨버터를 이용한 풍력발전시스템이 현재까지도 많이 사용

되고 있다. 현재 풍력발전기 시장의 대부분을 차지하고 있

는 DFIG기반의 발전시스템은 풍력발전기 용량의 30% 정도

에 해당하는 소용량 컨버터의 사용이 가능하다. 이러한 장

점으로 인해 소규모 풍력 발전 시스템에 적용하기에 유리하

며 초기 구축비용 면에서 매우 경제적이라는 장점이 있다.

단점으로는 주기적인 슬립링 교체가 필요하기 때문에 유지

보수에 문제가 있고, 계통사고 시 대처에 취약하며, 제어가

복잡하다는 점들이 있다. DFIG기반의 풍력발전시스템을 연

구하는 연구자들이 상기 단점들을 보완하기 위해 현재 많

이 사용되는 Two-level pulsewidth modulation voltage

source converter(2L-PWM-VSC, 2L-BTB)와 같은 전력

전자장치 활용을 제안하였으며 현재 덴마크에서는 160MW

급의 DFIG기반 해상풍력발전단지가 조성되어 운용되고 있

다. 이렇듯 DFIG의 단점을 보완하고자 하는 연구가 활발히

진행되고 있음에도 불구하고 [6]에서는 앞으로는 PMSG의

시장 점유가 증가할 것으로 예측되고 있다.

2.4 에너지 저장시스템

에너지 저장시스템(ESS)은 에너지의 형태를 열, 화학, 기

계적 에너지 등으로 변환하여 저장하는 시스템으로 저장기

술별 주요 에너지저장기술에 대해 간략히 분류하면 아래의

표 2와 같다. 위 에너지저장시스템들 중 현재 가장 실용화

되어 있고 비중을 많이 차지하고 있는 것은 양수발전시스템

이다. 그러나 설비용량과 건설용지 면적이 타 에너지저장장

치에 비해 월등히 크기 때문에 현재 배터리에너지저장장치

에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 대부분의 에너지저

장장치들이 계통과 연계하여 운전될 때 출력제어는 유·무

효출력제어를 한다.

3. 결론

본고에서는 각 분산전원들이 계통과 연계하여 운전될 때

계통 측 PCS(Power Conditioning System)의 출력제어 방

법에 대해 알아보았다. 대부분의 분산전원들은 계통연계시

전류제어를 통해 유·무효 출력제어를 하고 있으며 각 분산

전원별 제어목적과 제어변수를 [2]를 참고하여 표 3과 같이

정리하였다.

2015년 4월호 31

[1] 한국전력공사, Available : http://kepco.co.kr

[2] 김재언, 분산전원 배전계통 모델링 및 해석, 내하출판사, 2012

[3] W. Kramer, S. Chakraborty, B. Kroposki, and H. Thomas,

Advanced Power Electronic Interfaces for Distributed Energy

Systems Part 1: Systems and Topologies, Technical Report

NREL/TP-581-42672, March 2008

[4] Haibing Hu, Harb. S, Kutkut. N, Batarseh. I, Shen. Z.J., A Review of

Power Decoupling Techniques for Microinverters With Three Different

Decoupling Capacitor Locations in PV Systems, IEEE Transactions on

Power Electronics, Vol. 28, no. 3, pp. 2711-2726, June 2013

[5] Zhe Chen, Guerrero. J.M, Blaabjerg. F, A Review of the State of

the Art of Power Electronics for Wind Turbines, IEEE Transactions

on Power Electronics, Vol. 24, NO. 8, AUGUST 2009

[6] Blaabjerg. F, Ke Ma, Future on Power Electronics for Wind

Turbine Systems, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics

in Power Electronics, Vol. 1, no. 3, September 2013

참고문헌

[표 3] 분산전원별 제어목적 및 제어변수 [2]

Insid

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ark

et

32

비콘의 진화와 핵심 기술더 작고 얇게, 배터리 수명은 길게

비콘(Beacon) 기술은 빠르게 발전하고 있으며 다양한 상품이 개발되고 있다.

애플이 iOS 7의 기능으로 아이비콘(iBeacon)을 발표하면서, 비콘에 대한 업계

의 관심이 뜨겁게 달아올랐다. 그 동안 많은 기업들이 동전 크기의 작은 폼팩터

의 비콘 제품을 선보였다. 그 모양도 곤충 모양, USB 스틱형, USB 동글 등 다

양하다. 대부분 배터리로 구동하며 칩셋, 배터리 크기, 펌웨어 등에 따라 다양

한 변형이 존재한다.

비콘의 배터리 소모 속도는 전원이 없는 장소에 설치하는 경우에 매우 중요하

다. 많은 장소에 뿌려져 사용되기 때문에, 모든 비콘을 감시하면서 적기에 배터

리를 교체한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 주의 할 것은 비콘 업체들이 자사 제

품의 배터리 수명을 2년이라고 홍보하고 있지만 액면 그대로 받아들이면 낭패

를 볼 수 있다는 점이다. 사용조건에 따라 얼마든지 달라질 수 있기 때문이다.

발송 빈도뿐 아니라 신호 데이터의 전송 간격도 배터리 수명에 영향을 미친다.

일반적으로 전송 간격은 600〜700밀리초이지만 기본적으로 더 많은 신호를 보

내면 더 많은 배터리를 소모하게 된다. 아이비콘의 경우, 그 표준을 충족시키

려면 전송 간격을 100밀리초로 해야 하기 때문에 배터리 소비량은 보통 6〜7배

빨라진다.

비콘 제품의 품질은 많은 요소에 의존한다. 인쇄회로기판(PCB) 설계, PCB 마감,

안테나 설계, 메인 칩, 배터리 커넥터, 각종 내장 부품 등을 그 예로 들 수 있다.

PCB는 다양한 종류가 있으며 네덜란드의 Glimworm과 같은 단순하고 기능

적인 범용 제품에서 Estimote와 Lightcurb처럼 고성능 제품에 이르기까지 폭

넓게 시장에 나와 있다. 비콘의 마감은 납땜으로 처리된 것부터 금 도금으로 처

리된 제품도 있다. Lightcurb의 아이비콘은 금 도금으로 마감된 대표적인 제품

이다. 안테나 설계도 중요하다. 안테나 설계는 통신품질뿐만 아니라 배터리 수

명에도 영향을 미친다. 잘된 안테나 설계는 더 적은 전력으로 비콘 신호를 보낼

수 있다. 비콘에 고성능 안테나를 탑재하는 이유다.

비콘은 저전력 블루투스를 이용한 차세대 스마트폰 근거리 통신 기술로 대중화는 아직 시작 단계로 볼 수 있다. 급속하게 변화하

는 비즈니스 환경에서, 비콘은 온라인과 오프라인의 경계를 허물어 일관된 고객 경험 제공의 매개체 역할을 할 수 있을 것으로

기대를 모으고 있다.

비콘에서 전력을 많이 소모하

는 부품이 칩셋이다. 현재 시

중에 나와 있는 각사의 저전

력 블루투스 칩셋을 평가해 볼

필요가 있다. TI는 2009년에

CC254x 블루투스 LE(BLE)

시스템온칩(SoC)을 발표했다.

CC254x SoC는 마스터 모드

와 슬레이브 모드의 동작 시

간을 분할함으로써 CC254x

SoC 하나로 마스터/슬레이브

를 동시에 지원할 수 있다. 예

를 들어, CC254x를 사용한 블

루투스 스마트 스포츠 시계

(주변 장치)를 블루투스 스마

트 레디 스마트폰(중앙 디바

이스)으로 연결한다. 그런 다

음 동일한 스포츠 시계를 중

앙 디바이스 모드로 전환하면 심박계나 혈압계 같은 다른

주변 장치로부터 데이터를 획득할 수 있다. TI는 BLE 스

택 1.2를 무료로 제공하고 있다. 노르딕 세미컨덕터(Nordic

Semiconductor)는 2012년에 BLE 및 2.4 GHz 초절전 무

선 애플리케이션용 다중 프로토콜 SoC인 nRF51822를 발

표했다. nRF51822는 256 kB 플래시+16 kB RAM이 있는

32-bit ARMⓇ Cortex M0 CPU가 탑재돼 있다. 내장형 2.4

GHz 송수신기는 2.4 GHz 동작뿐만 아니라 BLE 기능을

지원한다.

nRF51822는 Gazell 등을 비롯한 2.4 GHz 프로토콜 스택

뿐만 아니라 S110 BLE 프로토콜 스택을 지원한다.

모든 비콘은 비콘을 운영하는 로직에 특정 펌웨어가 탑재

돼 있다. 그리고 이 펌웨어는 배터리 수명에 영향을 미치는

여러 요소를 제어할 수 있다.

비콘 장치는 송신(Tx) 출력으로 알려진 일정한 출력으로

신호를 보낸다. 이 신호가 공중을 이동함에 있어서 비콘으

로부터 거리가 멀수록 수신 신호의 강도가 약해진다. 이

때 Tx 출력이 높으면 신호는 장거리 전달이 가능하며, Tx

출력이 낮으면 배터리 소비량은 적지만 전달 영역도 좁아

진다.

비콘 최전선

더 작고 배터리가 필요 없는 비콘 기술을 실현하기 위한

경쟁이 활발한 가운데, 3.5 mm×3.5 mm 크기의 모듈과

두께 0.42 mm의 전지, 더욱이 태양전지만으로 동작하는 비

콘이 등장했다. 메시 네트워크를 구축하는 새로운 통신 방

식 역시 비콘의 사용방법에 변화를 예고하고 있다.

이처럼 식별번호를 무선으로 송신하기만 하는 단순 기능

의 비콘에 진화의 파도도 거세다. 비콘의 보급이 한층 더 진

행되면 차별화를 위해 새로운 사용방법도 속속 제안될 것이

다. 그렇게 되면 단순한 개량 수준으로는 대응할 수 없다.

새로운 기술과 기능이 요구된다. 단순히 식별번호를 송신하

는 존재에서 다수의 기능을 갖춘 다기능형 비콘으로 진화하

는 것이다. 더 이상 비콘이라고 부를 수 없는 존재가 되는

것이다.

소형화, 저전력에 도전

웨어러블 기기용 블루투스 스마트 모듈의 소형화가 빠르

게 진행되고 있다. 이를 기반으로 하는 비콘의 소형화도 병

2015년 4월호 33

노르딕의 nRF51822 SoC 기반 초소형 블루투스 스마트 모듈인 ‘LG4403’. LG이노텍의 LG4403 모듈은 외형 사이즈가 5.3 × 4.7 × 1.0 mm이다.

TDK의 SESUB(Semiconductor Embedded in SUBstrate) 기법은 기판 내에 매우 얇은 두께의 칩들을 내장하기 위한 기술이다. 스마트폰의 고성능 파워 모듈뿐만 아니라 블루투스 모듈의 초소형화를 가능하게 한다.

행될 것이다. 이미 부품 제조사들이 경쟁적으로 개발을 추

진하고 있다. 예를 들어, TDK는 3.5 mm×3.5 mm×1 mm

사이즈의 소형 블루투스 스마트 모듈을 올 봄 출시할 예정이

다. 2014년 2월 출시한 기존 제품의 외형 사이즈가 4.6 mm

×5.6 mm×1 mm인 점을 감안하면 절반 이상 줄였다. 또한

LG이노텍의 블루투스 스마트 모듈(5.3 mm×4.7 mm×1.0

mm)의 1/2에 불과하다.

TDK는 모듈의 소형화를 위해 기존 제품에 이어서

SUSUB(Semiconductor Embedded in SUBstrate)라고 하

는 부품 내장 기술을 이용했다. 배선층이 4층인 수지 기판의

내부에 블루투스 스마트 지원 IC를 내장했다. IC를 내장한 수

지 기판의 두께는 0.3 mm이고, 그 위에 수정 발진기와 수동

부품을 실장했다. 안테나와 전원을 연결하면 바로 동작한다.

새로 선보일 IC는 송수신 시의 소비전류가 기존 제품의 4

분에 1에 불과한 5 mA로 소형화와 함께 저소비 전력화도 실

현했다. 대기전류도 낮췄다.

블루투스 스마트 모듈의 소형화는 비콘의 소형화로 직결된

다. 실제로 호주 파스코스 소프트웨어 엔지니어링(Pascoes

Software Engineering) 사는 TDK 모듈을 이용해 12×12×

6 mm의 초소형 비콘 ‘The Bit’를 발표했다.

일본 후지쯔의 자회사인 FDK는 어떤 물건에나 쉽게 탑재

할 수 있도록 비콘의 박형화에 도전하고 있다. 이 회사의 박

형 전지를 이용해 후지쯔어드밴스트엔지니어링과 공동으로

두께가 불과 2.2mm인 비콘을 개발했다. 단순히 인식번호

를 송신하는 것만으로는 차별화가 어렵다고 보고 박형화와

함께 가속도 센서와 지자기 센서를 탑재했다. 비콘의 크기는

34 mm×51.5 mm×2.2 mm, 무게는 5g이다. 내장하는 1

차 전지의 사이즈는 20 mm×42.5 mm×0.42 mm이고 배

터리 용량은 25 mAh다. 비콘 신호를 1초 간격으로 발신한

경우의 연속 동작 기간은 약 6일, 60초 간격인 경우는 약 20

일이다. 통신 거리는 5〜10 m, 최대 50 m다.

박형 전지는 표시 장치를 갖춘 카드 등을 타깃으로 개발한 것

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TDK의 기존 블루투스 모듈을 사용한 초소형 비콘

TDK의 블루투스 v4.0 스마트 싱글 모드 모듈 및 블록 다이어그램

이다. 카드의 두께는 일반적으로 0.76

mm이고 내장하는 전지에 허용되는 두

께는 0.42 mm였다. 이번에 출시한 비

콘은 이 전지에 겹치듯이 배치한 0.13

mm 두께의 프린트 기판 위에 1 mm

두께의 블루투스 스마트 모듈과 센서,

수동 부품을 실장했다. 이것을 투명

수지 커버로 씌웠으며 전체의 두께가

2.2 mm이다. 프린트 기판을 0.13 mm

까지 얇게 할 수 있었던 것은 수지 커

버가 강도를 유지하는 역할을 하도록

함으로써, 프린트 기판에서 강도를 유

지하기 위한 재료를 생략할 수 있었기

때문이라고 한다.

FDK에서는 두께 1 mm 이하의 비

콘 개발을 추진하고 있다. 단, 문제는 전지의 박형화가 당장

은 쉽지 않다는 점이다. 현재 겹쳐서 배치한 전지와 부품을

평면으로 나란히 하는 방법도 검토 중이다. 1 mm 이하의 얇

기를 실현할 수 있다면 플렉시블한 비콘도 가능할 것이다.

한편, 박형 전지에 대해서는 1차 전지뿐만 아니라 2차 전

지의 조기 실용화도 목표로 하고 있다. 현재 프로토타이핑

작품의 크기는 27 mm×25.5 mm×0.45 mm이며 무게는

0.4 g, 배터리 용량은 4 mAh다. 2차 전지를 비콘에 통합한

경우 보호회로와 충전기 등이 추가로 필요하기 때문에 비용

상승이 문제가 될 것이다.

에너지수확 기술의 적용

비콘이 안고 있는 현안으로 전지 교환의 수고를 꼽는 사업

자가 많다. 더욱이 전지 구동 기간을 1년에서 2년으로 하는 것

에는 별 의미가 없다는 것이 사업자들의 일반적인 견해이며

10년의 구동 기간을 요구하는 등 그 기준이 강화되고 있다.

현재로서는 1차 전지의 용량 증가를 기대해야 하는 상황인

데, 1차 전지 제조사 측에서는 크기를 유지한 채 수명을 10

년으로 늘리는 것은 기술적으로 어렵다는 입장이다. 그래서

그 대안으로 주변에 있는 에너지를 활용하는 에너지수확에

눈을 돌리고 있다. 예를 들면, 1차 전지와 태양전지를 조합

해 필요한 때만 전지를 이용해 전기 구동 시간을 늘리는 하

이브리드형이 검토되고 있다.

미국 스펜션은 비콘이 태양전지만으로 구동하는 것을 확

인했다. 명함 절반 크기의 아몰퍼스 실리콘 태양전지를 탑

재하면 조명의 빛으로 비콘을 구동할 수 있다. 실제로 다이

니뽄인쇄와 공동으로 상업시설인 이온레이크타운에서 플로

어 가이드를 배신하는 실증실험에 사용하고 있다. 스펜션

이 제작한 태양전지 탑재 비콘에는 이 회사의 에너지수확용

벅 DC-DC 컨버터 MB39C811이 탑재됐다. 최대 200 μW인

태양전지의 출력을 용량 69 μF의 커패시터에 축적한 후에

DC-DC 컨버터에 공급한다. 4 V에서 2.5 V로 강압한 후 용

량 22 μF의 커패시터를 통해 블루투스 스마트 모듈 등으로

전력을 공급하면 비콘을 구동할 수 있다.

이처럼 에너지수확을 활용한 비콘 개발이 본격화 하고 있

는 이유 중 하나는 태양전지 등을 사용한 기기의 설계를 지

원하는 툴이 지원되고 있기 때문이다.

스펜션은 에너지수확용 DC-DC 컨버터를 활용하기 위

한 온라인 시뮬레이션 툴 ‘Easy DesignSim’을 제공하고 있

다. 발전 소자와 전원, 회로 등의 정보를 입력하면 시스템

이 안정 동작하는지를 확인할 수 있다. 이외에 알티마에서

는 태양전지의 발전량을 쉽게 측정할 수 있는 킷 ‘Harvester

Checker’를 제공한다.

현재 널리 사용되고 있는 태양전지의 경우는 특성을 측정

하는 수법이 확립돼 있기는 하지만 옥외 태양광에서의 측정

을 전제로 하기 때문에 옥내에서 이용할 때는 측정치에 편

차가 생긴다. 옥내용으로 개발되고 있는 색소 증감형의 경

2015년 4월호 35

일본 후지쯔의 자회사인 FDK는 두께가 불과 2.2 mm인 비콘을 개발했다. 가속도 센서와 지자기 센서를 탑재한 비콘의 크기는 34 mm × 51.5 mm × 2.2 mm, 무게는 5g이다.

우도 표준적인 측정 조건

이 정해져 있지 않아 각사

에서 독자적인 기준으로

측정하고 있는 것이 현실

이다. 따라서 설치 환경에

맞는 발전량의 측정이 필

수다. 알티마에서 개발한

측정 킷은 휴대가 용이하

기 때문에 태양전지를 연

결해서 측정하고자 하는

장소에 설치하면 발전량

과 조도, 온도, 습도를 임

의의 주기로 일정 기간 자

동으로 측정할 수 있다.

통신 규격

비콘의 진화에 빼놓을 수 없는 것이 하드웨어의 개량만은

아니다. 블루투스 스마트의 통신 규격 변화도 비콘의 사용

방법에 영향을 미친다. CSR은 블루투스 스마트에서 메시 네

트워크를 구축할 수 있는 ‘CSRmesh’를 발표했다. 블루투스

SIG도 작년 10월 스마트 메시 스터디 그룹을 발족했다. 블

루투스 SIG의 에렛 크로터(Errett Kroeter) 마케팅 수석이

사도 스마트 메시 구현에 우선순위를 높게 두고 있음을 확인

해줬다.

CSRmesh는 블루투스 스마트의 애드버타이즈 기능을 사

용해서 메시 네트워크를 구축하고 기기를 제어할 수 있는 기

술이다. 스마트폰에서 조명을 점등하는 지시를 포함한 애드

버타이즈의 패킷을 송신하면 수신한 조명이 점등하는 동시

에 그 조명이 다시 애드버타이즈의 패킷을 재송신한다. 이

것을 반복함으로써 떨어진 장소에 있는 기기도 제어할 수 있

다. 16비트의 디바이스 ID를 사용하며 최대 약 65,000개의

기기를 관리할 수 있다. 기기를 그룹화해서 A그룹의 조명만

점등하는 식의 지시도 가능하다.

CSR에서는 비콘과 CSRmesh를 조합하는 애플리케이션을

고려하고 있다. 비콘의 정보를 메시 네트워크 내에 공유하고

필요한 기기를 구동하는 것이다. 가령, 비콘을 소지하고 있

는 사람이 야간에 집으로 돌아오면 비콘 수신기가 ID의 속성

과 수신기에서의 거리를 가정 내의 메시 네트워크에 송신해

복도의 조명을 점등하는 시나리오다. 이외에 온도 센서를 탑

재한 비콘의 정보를 메시 네트워크에 송신해 두면 설정 온도

에 도달하도록 네트워크 내의 에어컨을 동작시키는 방법도

가능하다.

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CSR BLE 메시 데모. 스마트폰으로 집 안의 모든 가전 및 조명 제어가 가능하다. 플랫폼 : CSR1010, 소프웨어 : SDK 2.4.1 + Mesh

비콘(Beacon) 기술은 빠르게 발전하고 있으며 다양한 상품이 개발되고 있다.

애플이 iOS 7의 기능으로 아이비콘(iBeacon)을 발표하면서, 비콘에 대한 업계의 관심이 뜨겁게 달아올랐다.

그 동안 많은 기업들이 동전 크기의 작은 폼팩터의 비콘 제품을 선보였다. 그 모양도 곤충 모양,

USB 스틱형, USB 동글 등 다양하다. 대부분 배터리로 구동하며 칩셋, 배터리 크기,

펌웨어 등에 따라 다양한 변형이 존재한다.

2015년 4월호 37

기기와 IoT를 결합한 융합 IT 기술에

관심이 높은 가운데, 에너지 산업 분야

와 IoT가 접목된 국내 첫 사례가 나왔다.

태양광 인버터 제조 전문 기업인 스

페이스원(www.spaceone.kr)은 자

사 제품에 IoT 기능을 추가하고 마이

크로소프트 애저(Microsoft Azure)를

활용해 고객들이 언제 어디서나 기기

에 상관없이 발전 시스템을 모니터링

할 수 있도록 함으로써 비즈니스 경쟁

력을 강화했다.

태양광을 전기로 바꾸는 장치인 태

양광 인버터를 제조하는 스페이스원

은 유럽의 글로벌 인버터 선도 업체들

과 경쟁하기 위해 제품 기술력뿐만 아

니라 서비스를 혁신해야 했다. 스페이

스원은 태양광 인버터를 인터넷과 연

결 가능한 사물인터넷 기기로 개발하

고 여기에서 수집된 정보를 마이크로

소프트 애저를 통해 웹과 모바일로 전

달, 실시간으로 모니터링할 수 있도록

했다.

이에 고객들은 전국 각지에 위치한

태양광 발전 설비에 문제가 있을 때

현장에 가서 확인하고 복구하는 것이

아니라, 언제 어디서든 PC나 스마트

폰 앱을 통해 인버터·태양전지·접

속반과 같은 설비 현황, 일간·주간·

월간 기간별 전력 생산량 등의 모니터

링 정보, 발전 시스템의 이상 유무를

체크하고 기록을 확인할 수 있다. 이

를 통해 관리 편의성이 높아졌을 뿐만

아니라 축적된 데이터 분석을 통해 데

이터 수율을 개선함으로써 수익 창출

까지 기대할 수 있다.

스페이스원은 직접 서버를 구매하는

것이 아니라 클라우드 방식의 마이크

로소프트 애저 기반으로 모니터링 시

스템을 개발하면서 타 업체의 모니터

링 서비스 구축비용 대비 70% 수준으

로 비용을 절감하는 효과도 거뒀다. 운

영 시에도 마이크로소프트 애저의 글

로벌 서비스를 통해 모바일 및 웹 사이

트 운영 및 관리 인력을 따로 둘 필요

없이, 글로벌 경쟁 기업 수준의 우수한

모니터링 서비스를 제공하고 있다.

스페이스원 해외영업마케팅팀 손민

희 대리는 “IoT 접목을 통해 고객이

원하는 서비스를 제공하고 더 나아가

고객에게 수익 증대라는 더 큰 가치를

제공하게 됐다”며 “특히 스페이스원은

해외 시장을 적극적으로 개척하고 있

기 때문에, 전 세계에 국내 고객과 동

일한 수준의 서비스를 제공할 수 있는

마이크로소프트 애저를 선택하게 됐

다”고 말했다.

한국마이크로소프트 김경윤 상무는

“이제 더 이상 IoT는 뜬구름이 아니다.

기업들은 IoT를 아이디어화 해서 실제

서비스로 접목시켜 상용화하는 방법을

고민해야 할 때”라며 “기기와 사람, 서

비스를 연결해주는 것이 곧 IoT이고 이

를 가능하게 해주는 핵심 요소가 바로

클라우드다. 마이크로소프트 애저는

‘모바일 퍼스트, 클라우드 퍼스트’ 시대

에 맞는 비즈니스 혁신을 제공해줄 최

적의 솔루션이다”고 말했다. ❖

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태양광 인버터에 IoT 접목… MS 애저 통해 서비스 구현에너지 산업 분야 국내 첫 IoT 사례

스페이스원 태양광 발전 연결도

Microsoft Azure는 계산, 저장소, 데이터, 네트워킹 및 앱 서비스를 제공하는 글로벌 엔터프라이즈급 클라우드 플랫폼이다. Azure는 PaaS 형태의 클라우드 서비스로 .NET 기반의 플랫폼과 Microsoft 기반의 미들웨어는 물론이고, PHP, JAVA와 같은 다른 기술을 지원할 수 있는 플랫폼 서비스를 제공한다.

스페이스원은 IoT가 접목된 태양광 발전 모니터링 시스템을 선보였다. 회사는 태양광 인버터 보드를 달아 태양광을 통해 얻는 발전량을 안드로이드 스마트폰에서 볼 수 있게 했다. 태양광 발전 모니터링 시스템은 태양광 모듈에서 받은 태양광에너지를 DC에서 AC로 바꿔주는 태양광 인버터에 태양광 발전량을 모바일과 웹에서 실시간으로 데이터를 확인할 수 있도록 해준다. 스페이스원 태양광 모니터링 애플리케이션은 국내 최초로 모바일 앱으로 출시됐다.

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세계 파워 일렉트로닉스 시장이 2년간의 침체기를 겪은 후

작년부터 회복의 조짐을 보이고 있다.

2012년 ~ 2013년 두 해 동안 좀처럼 성장의 기미를 보이

지 않던 파워 일렉트로닉스 시장이 지난 2014년 8.4%의 성

장을 기록한 것이다. 파워 일렉트로닉스 소자 시장은 115억

달러의 이익을 달성하며 향후 시장의 긍정적인 변화를 예고

했다. 이러한 시장 변화는 신재생에너지와 스마트그리드 기

술의 확산, 전기자동차와 하이브리드 자동차(EV/HEV) 판

매의 급격한 증가에 따른 것이다. 시장은 2014년부터 2020

년까지 연평균 성장률 6.9%를 기록하며, 2020년까지 170억

달러를 돌파할 전망이다.

전력모듈, 더 정확히 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지

스터)는 이러한 성장을 주도할 것으로 예측된다. 이 모듈

은 2014년부터 2020년까지 연평균 성장률 10.3%를 기록할

전망이다. IGBT 모듈의 이러한 성장은 효율성과 열전도율

(thermal conductivity) 측면에서의 전반적인 기능 향상에

따른 것이다. 개별소자(discrete components)는 약 5.1%의

성장을 보일 것으로 예측된다. 와이

드 밴드 갭 소자 시장 역시 2020년까

지 5%의 성장률을 나타낼 전망이다.

수직적 합병 vs. 수평적 합병

여러 맥락에서 볼 때, 파워 일렉트

로닉스의 생산과 공급은 진화하고 있

다. 중국 기업의 이종 업종 간 수직적

합병은 다방면으로 오랜 경험을 갖

춘 기존 업계에 도전하고 있는 상황이다. 유럽과 미국의 플

레이어들은 가치 사슬(value chain)의 전문성을 유지하면서

관련 산업 동일 업종 간 합병을 최우선 과제로 삼고 경쟁력

을 강화하고 있다. 그러나 업계는 기업 간 파트너십과 합작

투자가 인수합병보다 많이 이뤄질 것으로 보고 있다.

Tesla와 BYD와 같은 일부 시스템 제조업체들은 트랙션과

충전기, 배터리에 활용되는 파워 일렉트로닉스와 에너지관

리시스템이 고부가가치를 제공할 것으로 내다보고 자체 개

발의 중요성을 인식해왔다.

아시아 기업들은 비용의 최적화와 완전한 합병을 위해 수

직적으로 관련 산업을 확대하는 추세다. 일본의 관련 업

계는 이미 수직적인 구조로 합병이 이뤄졌으며, 다른 산

업의 기술로부터 이점을 취하기 위해 다양한 애플리케이

션에 관여하고 있는 중이다. 중국의 플레이어들은 시장을

이끌 중요한 변화를 만들기 위해 태양광(PV) 전문업체인

SunGrow, 풍력발전업체 GoldWind, 전기·하이브리드 자

동차 생산업체인 BYD와 같은 전문 기업 간 수직적 통합을

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바닥 딛고 일어선 파워 일렉트로닉스2020년까지 매년 6.9% 성장 예상돼

2010년~2020년 예상된 파워 디바이스 시장 규모 <출처 : 욜 디벨로프먼트>

전력반도체는 전자장치를 구동하기 위한 전원장치의 핵심 부품이다. 전력반도체의 활용 범위가 점차 고전압·고전류·고온 영역으

로 확대되는 가운데, 파워 일렉트로닉스 산업의 성장이 탄력을 받고 있다.

글 | 김 언 한 기자

2015년 4월호 39

통해 경쟁력을 강화해왔다. 이러한

변화의 환경 속에서, 서구와 일본의

플레이어들은 고부가가치 솔루션을

통해 중국의 기업들과 경쟁할 수 있

게 되기를 기대하고 있다.

高전압·高온·高주파수에서

동작하는 ‘WBG’

더 나은 제품 개발을 위해 기술

적 혼란을 앞서 경험한 기업은 새

로운 수익을 창출하고 있는 반면,

그렇지 않은 기업에게 새로운 상

황은 커다란 도전이 되고 있다. 기

존의 플레이어들이 고성능 솔루

션을 제공하는 소형 제품 생산을

위해 다른 업계와 파트너십을 맺

어야 하는 상황에 직면한 것이다.

고성능의 콤팩트 제품을 선호하

는 고객의 요구 때문이다.

MOSFET과 IGBT의 수요는 큰

폭으로 증대되며, 낮은 전압·중

간 전압·높은 전압 애플리케이

션 모두를 포함하게 될 전망이다.

고전압(~ 900 V)에서 사용되는 파워 반도체 부품인

Super Junction MOSFET과 같은 신기술은 지난 10년

동안 발전해왔다. 파워 패키징 측면에서 Super Junction

MOSFET의 지속적인 진화는 전기 자동차·하이브리드

자동차 산업에 의해 주도될 것으로 업계는 보고 있다.

SiC(Silicon Carbide), GaN(Gallium Nitride) 등

WBG(Wide Band Gap) 소재 기반의 소자로 제작되는

WBG 화합물반도체 역시 파워 일렉트로닉스 산업 구조

변화에 일조하고 있다. WBG는 기존 실리콘 전력 반도체

와 비교해 열 특성 향상, 고전압·고전류 특성을 갖추고

있는 전력반도체다. GaN 전력반도체 소자는 시장이 가장

넓게 형성되어 있는 900 V 이하에 적용이 가능하기에,

전기 자동차 및 하이브리드 자동차에 활용될 것으로 기

대를 모으고 있다.

SiC와 GaN 기반의 소자는 고전압·고주파수 대역에서 동

작이 가능하다. 또한 높은 온도에서도 동작하는 특성으로

인해, 전력변환 모듈의 냉각 시스템을 크게 줄일 수 있다.

PV 인버터와 같은 산업 세그먼트는 GaN보다 완성된

기술로 평가받는 SiC 기반의 WBG 디바이스 시스템을 출

시했다. 고전압 직류 그리드와 같은 고전압 세그먼트에서

SiC의 도입은 불가피한 상황이다. 새로운 시장은 전기·

하이브리드 자동차 시스템의 SIC 디바이스를 구현할 전

망이다.

GaN의 경우, 시장에서 현재 적은 비중을 차지하고 있지

만 노트북 충전기와 PV 인버터와 같은 소비자 애플리케

이션이 GaN을 결합시킬 첫 번째 세그먼트가 될 전망이다.

몇몇 시스템 제조업체들이 SiC와 GaN 소자 기반의

프로토타입을 개발하고 있는 가운데, WBG 소자의 새

로운 시장 진출 여부는 향후 5년간의 시간이 결정할

것으로 업계는 내다보고 있다.

IGBT 시장 현황 <출처 : 욜 디벨로프먼트>

파워 디바이스 기술 현황 <출처 : 욜 디벨로프먼트>

주요

정책

Ⅰ

40

에너지신산업 활성화 위해 전기차 충전전력, ESS 전력, 아낀전기 등 시장거래 쉬워진다

정부는 신산업 활성화 및 본격적인 성과창출을 위해 시장기반형 에너지신산업 육성과 전력시장의 신산업 플랫폼화를 본격적으로 추진하기 위해

앞으로 전기차 배터리에 충전된 전력, 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)에 저장된 전력, 소비절약을 통해 아낀전기 등의 시장거래가

쉬워지고, 제철소 등에서 나오는 부생가스로 생산된 전력도 장외시장을 통해 안정적으로 거래할 수 있게 될 전망이다.

정부는 ICT와 수요관리 경험과 노하우를 융합하여 에너

지신산업 활성화를 위해 시장지향적인 발전방안을 제시하

였다. 이에 올해에는 신산업 활성화 및 본격적인 성과창출

을 위해 시장기반형 에너지신산업 육성과 전력시장의 신

산업 플랫폼화를 본격적으로 추진할 계획이다.

계통에 상시 연계되지 않은 외부전원(생산·저장 및 아

낀전기 등)이 전력시장을 기반으로 신산업과 융합하는

전력거래 제도를 정비하고 전기차, ESS 등 전력저장장

치와 전력망간 연계기술 개발과 실증, 경제성 검증 등 상

용화 촉진을 위한 지원사업을 추진하고 성장성, 효율성

을 도모하는 에너지신산업의 전력시장 통합과 함께 전력

시장의 안정성 제고를 위한 장외 장기계약시장도 도입할

예정이다.

전기차 충전전기 거래

전기차가 전기충전을 하기만 하는데서 더 나아가 전기차

에 내장된 배터리에 충전한 전력을 판매할 수 있는 제도를

만들었으며, 이를 위한 V2G(Vehicle To Grid: 전기차전력

의 전력망 역송전) 시범사업을 올해 본격 추진할 계획이다.

이에 따라 야간에 전기차 사용자가 값싼 전기요금으로

충전한 전력을 주간 피크시간대에 비싼 가격으로 되파는

것이 가능해질 전망이다. 또한 10kW이하 전기차 배터리

의 경우, 한전으로부터 받은 전력량에서 자신이 한전에게

역송전한 전력량을 상계하여 순 사용분에 대해서만 전력

요금을 내는 것도 허용할 예정이다.

이를 위해 「소규모 신·재생에너지발전전력 등의 거래에

<V2G 시범사업 활용 모델>

평상시(상계거래)

특정일(기본요금(피크↓) ,전력량요금 절감)

2015년 4월호 41

관한 지침」을 개정하여 전기차 배터리 충

전전력을 거래할 수 있는 제도를 마련했

다. 하지만 아직은 전기차 배터리의 전력

을 송전망에 송전하기 위해서는 차량에

내장되어 충전시 교류를 직류로 변환하

고, 역전송시 직류를 교류로 변환하는 장

치인 전기차 탑재형 충전기와 양방향 완

속충전시스템, V2G 표준 등 관련 기술이

추가적으로 개발되어야 한다.

산업부는 전기차에 충전되어 있는 전력

을 피크시간대에 한전의 배전망에 공급하

여 거래하거나 또는 자가소비용으로 활용

하여 전기요금을 절감하는 기술개발과 실

제 절감효과를 분석하는 V2G 실증사업을

추진한다고 밝혔다.

주요 선진국의 경우도 전기차 충전 전력

을 ① 주파수 조절용으로 활용하거나, ②

상계제도(Net Metering)로 운영, 또는

③ 비상용 전원(일본 닛산 리프) 등으로

활용하기 위해 전기차 충전전력의 전력망

접근을 확대함으로써 에너지 신산업을 적

극 육성하고 있다.

ESS 전력거래

에너지저장장치(ESS: Energy Storage

System)가 발전소로 인정되고, 에너지저

장장치로 불리우는 배터리에 충전한 전력

을 시장에 팔 수 있는 기회가 확대된다.

산업부는 전기저장뿐만 아니라 공급도

가능한 에너지저장장치(ESS)의 특성을

고려하여 에너지저장장치를 발전설비로

인정하고 저장된 전력은 한전과 계약을

통해 직접 판매하거나 전기요금에서 상계

할 수 있도록 관련 제도를 정비하였다. 또

한 투자회수기간을 단축하기 위해 ESS에

충전할 때 사용하는 전력요금을 할인하는

에너지저장장치 맞춤형 요금제를 시행했

다. 구체적으로 여름의 경우 저녁 11시부

주요

정책

Ⅰ

42

터 아침 9시까지인 경부하시간대에 ESS에 충전하게 되면,

10% 할인된 저렴한 요금으로 충전할 수 있게 된다.

산업부는 이러한 내용을 담아 「전기설비 기술기준」 및

「소규모 신·재생에너지발전전력 등의 거래에 관한 지침」

과 요금제도를 개정해서 시행한다고 밝혔다. 앞으로는 전

기차, 에너지저장장치, 신재생발전기에서 충전 또는 생산

한 전력을 한전에 되파는 것이 용이해진다.

아낀 전기 거래

(수요자원 거래시장 : DR시장 또는 네가와트시장)

전기소비자들이 아낀전기를 전력수요관리사업자를 통해

시장에 내다 파는 수요자원 거래시장(Demand Resource)

은 입찰의 문턱을 낮춰, 사업자의 부담을 경감하고 시장을

활성화할 방침이다. 수요자원 거래시장의 입찰가격 하한

선을 하향조정하여 수요관리자원이 낙찰 받을 수 있는 시

간을 늘렸다.

제도개선 이전에는 3월의 경우, 전력시장에서 결정되는

계통한계가격(SMP: System Marginal Price)이 127원/

kWh 이상인 경우에만 수요자원이 낙찰될 수 있었으나,

제도개선을 통해 5원이 낮아진 122원/kWh 이상인 경우에

도 낙찰될 수 있도록 하였다. 또한, 입찰해야하는 최소 수

요자원 개수에 대한 규제도 완화함으로써 수요관리사업자

의 부담도 경감된다. 현재는 전력수요관리사업자가 보유

한 수요관리자원을 10개 이상의 수요자원으로 구성된 패

키지만이 시장에 참여할 수 있었으나, 6.1일부터는 동일

<2014년 여름철 전기요금 예시>

산업용(을) 고압B 선택Ⅱ 선택시 수요관리형 선택요금Ⅱ 선택시

<수요자원 거래시장 구조>

<ESS, 전기차 저장전력의 한전 거래 전력흐름도>

패키지에서 일부 수요자원을 제외하고 나머지 수요자원만

으로도 입찰이 가능하게 된다.

장외시장 거래

제철소 등 공정에서 나오는 부생가스를 활용하여 발전하

는 부생가스 발전에 대해서는 현재는 전력거래소가 개설

하는 시장에서 현물 거래를 하는 방식이 아니라 연간 계약

을 통해 안정적으로 구입해주는 차액계약 방식으로 구매

하기로 했다.

산업부는 최근 한전 등 전력시장에서의 전력구매자와 포

스코에너지 및 현대그린파워가 각각 체결한 「부생가스발

전 정부승인 차액계약」 두 건을 인가했다. 이번에 정부가

승인한 부생가스발전에 대한 차액계약은 2001년 전력시장

이 처음 개설된 이후 지금까지 경제급전 방식의 현물거래

만 허용하던 것에서 벗어나, 최초로 전력구매자와 발전사

가 체결한 장기 공급계약을 통한 거래를 허용한 것이다.

차액계약은 전력시장에서의 사전 약정된 가격으로 전력

을 거래하여 시장변동성에 따른 재무위험을 완화하고, 발

전사의 비용절감과 효율향상 목표 달성에 따른 성과보상

이 가능하게 된다. 정부는 시장가격을 안정화하고 발전 효

율을 높일 수 있는 차액계약을 수력발전과 석탄발전에도

단계적으로 확대할 예정이다.

산업부는 전력시장에 있어서 에너지신산업 사업자의 공

정한 시장기회를 확대함으로써, 에너지신산업을 적극 육

성하고 이 분야의 일자리 창출을 지원할 계획이다.

앞으로 ① 전기차 충전전력, 에너지저장장치 전력 등 신

에너지의 시장 접근 확대, ②수요자원의 발전자원과 동등

한 취급, ③ 단기 일일 현물시장위주에서 거래방식에서 벗

어난 장기 계약시장의 확대 등을 통해 전력시장을 선진화

해 나갈 계획이다.

이렇게 될 경우, 현물시장에만 의존하던 국내 전력시장

은 발전자원/수요자원, 단기/장기시장 등을 통해 신에너

지 산업의 성장을 지원하는 선진적인 전력시장으로 탈바

꿈하게 된다.

2015년 4월호 43

<전력시장의 선진화 미래화 방안>

구분 현행 개선

전력시장에서의 공급자원과 수요자원에 대한 대우

발전소 등 공급자원중심아낀전기를 내다파는 네가와트시장과

분산형 전원을 묶는 가상발전소(Virtual Power Plant)대한 동등한 대우

공급자원 거래시장 원자력, 석탄, 천연가스 등 전통자원 위주전기차 충전전력, 에너지저장장치 충전전력,

부생가스 등 신에너지의 시장접근 확대

공급자원의 속성장거리 송전을 필요로 하는 원격지 대용량

공급자원장거리 송전의 필요가 없는 분산형 전원 (DERs : Dispersed Energy Resources)

시장거래 방식 하루전 입찰을 통한 일일 현물 거래 방식 차액계약을 통한 장기계약방식 확대

<(빨간색)기존 현물시장의 정산가격>발전사와 판매사는 스팟시장에서 시간마다 변동하는 가격에 따라 정산

<(파란색)차액계약에 따른 정산가격>발전사와 판매사는 사전에 약정한 계약가격으로 정산

<선진화된 전력시장 체계>

미래성장동력-산업엔진 종합실천계획(이하 ‘실천계획’)은

미래부가 현재까지 200여명의 전문가가 참여해 마련한 「미

래성장동력 실행계획」의 ’15년 연동계획과 산업부가 작년 하

반기부터 추진단을 중심으로 마련한 「산업엔진 프로젝트 발

전계획」을 통합한 계획으로, 양 부처의 협업을 증진하고, 정

책연계를 강화하고자 마련하였다.

그간의 시장·기술 환경변화를 반영하여 기술로드맵, 추진

과제 등을 보완하고, 추진주체 및 이행수단을 명시하여 계획

의 실천성을 높였다. 이번 실천계획은 기술개발과 함께 국제

공동연구, 인프라 구축, 사업화, 제도개선 등 종합적인 지원

을 통해 창조경제 대표 신산업을 창출하고, 산·학·연이 동

반성장할 수 있는 선순환적 산업생태계를 조성하는 계획으

로 분야별 기술 및 비즈니스 로드맵을 포함하고 있다.

정부는 이번 계획의 실행을 위해 올해에 사물인터넷 772억

원, 지능형 로봇 700억원, 착용형 스마트기기 983억원, 5G

이동통신 771억원, 스마트 자동차 282억원, 지능형 반도체

608억원 등 약 1조원 투자를 시작으로 ’20년까지 약 5.6조원

을 투자하여, ’24년까지 수출 1천억달러 규모의 신산업을 육

성할 계획이다.

이번에 공개된 「미래성장동력 종합실천계획(안)」의 주요 특

징은 다음과 같다.

주요

정책

Ⅱ

미래성장동력-산업엔진 ’15년 약1조원, ’20년까지 약 5.6조원 투자

44

<미래성장동력(산업엔진 포함) 19대 분야>

미래신산업 주력산업 공공복지·에너지산업 기반산업

① 지능형로봇(공) ⑥ 스마트자동차(공) ⑩ 맞춤형 웰니스케어(공) ⑮ 융복합소재(공)

② 착용형 스마트기기(공) ⑦ 심해저 해양플랜트(공) ⑪ 신재생 하이브리드(성) ⑯ 지능형 반도체(성)

③ 실감형콘텐츠(성) ⑧ 5G 이동통신(성) ⑫ 재난안전시스템(성) ⑰ 사물인터넷(성)

④ 스마트바이오생산시스템(엔) ⑨ 수직이착륙무인기(엔) ⑬ 직류송배전시스템(엔) ⑱ 빅데이터(성)

⑤ 가상훈련시스템(엔) - ⑭ 초소형 발전시스템(엔) ⑲ 첨단소재가공시스템(엔)

●정책통합

미래성장동력과 산업엔진프로젝트(산업부)를 통합하였다.

기존 각각 추진해오던 미래성장동력 13대 분야와 산업엔진

프로젝트 13대 분야를 통합해 ‘19대 미래성장동력’으로 확대

개편하였다.

●투자 효율화

미래성장동력 각 분야 육성을 위한 정부와 민간의 역할을

새로 정립하고, 부처간 역할분담 체계를 명확히 하였다. 정

부는 새로이 확립한 추진체계를 바탕으로 미래성장동력 분

야별 사업 구조조정을 추진하고, ‘선택과 집중’에 의한 전략

적 투자 추진한다는 계획이다.

●연구개발

전략적인 기술개발을 위해 개발 초기단계부터 핵심SW를

연계하여 기술개발을 추진하고, 핵심 취약기술에 대해서는

산학연 공동개발 및 국제공동연구를 통해 선진기술을 확보

한다는 계획이다. 특히, 미래성장동력 분야 조기성과 창출

을 위해 융복합소재(폴리케톤), 실감형콘텐츠(다면영상시스

템) 등 6개 과제에 대한 플래그쉽 프로젝트를 추진하고, ’17

년까지 원양 어군탐지용 무인기 개발 등 12개 분야에 대해

징검다리 프로젝트를 추진할 예정이다.

●인프라 지원

창의·융합형 고급 연구인력을 양성하고 시험평가용 연구

장비, 국제표준화 및 인증 지원체계 등 기술 인프라를 구축

한다. 그리고 중소·중견기업 위주로 기술개발을 추진하되,

수요 대기업이 처음부터 참여해 상업화를 강화하고, 중소·

중견기업의 사업화 자금 지원을 위해 2021년까지 1.5조원의

펀드를 조성할 계획이다.

●성과 가시화

스마트자동차, 무인항공기(드론), 착용형 스마트기기 등

융합 신제품 분야에 대해서는 금년 하반기 창조경제박람회

개최(11월)시 현장시연을 추진하여, 국민들이 현장에서 미래

성장동력을 직접 체감할 수 있는 기회를 제공하고, 이를 통

해 관련 규제사항의 도출 및 개선을 촉진할 계획이다.

정부는 실천계획을 관계부처 협의 및 민간 의견수렴을 거

쳐 이달중으로 「미래성장동력 특별위원회」에 상정할 예정

이며, 새로운 성장동력을 창출하는 역동적 혁신경제로 전환

을 위한 핵심전략으로 확고히 자리매김하고, 경제혁신 3개

년 계획의 핵심과제인 미래대비 투자를 적극 지원한다는 방

침이다.

미래창조과학부와 산업통상자원부는 경제혁신 3개년 계획의 핵심과제이자 창조경제 대표 신산업 창출의 핵심전략인

미래성장동력-산업엔진 종합실천계획에 대한 발표회를 갖고 올해부터 지속적인 지원과 투자를 하기로 했다고 밝혔다.

2015년 4월호 45

중국 내수시장 진출을 위한 「차이나 하이웨이 프로그램」 시행

주요

시책

Ⅰ

46

중소기업청은 경쟁력 있는 수출 중소기업이 한-중 FTA를

활용하여, 중국에 신규 진출하거나 진출 확대하는 것을 집중

지원하기 위해 ’15년도 ‘차이나 하이웨이 프로그램’을 시행한

다고 밝혔다.

이 프로그램은 총 150억원 규모(전용 R&D 100억원 포함)

의 예산을 투입, 100개사 내외를 선정하여 지원하게 되며,

진출전략 수립, 브랜드·디자인 마케팅, 종합 법률컨설팅,

기술개발 등 다양한 지원 프로그램을 통해 성공적으로 중국

시장에 진출을 담보할 것으로 기대된다.

이 사업은 제137차 대외경제장관회의(’13.9)에서 발표된

“중국 내수시장 진출방안”의 후속조치로 지난해 신규 사업

으로 도입되었으며, 금년도에는 한-중 FTA 체결 등으로 우

리기업의 중국 내수시장 진출이 가속화 될 것으로 예상됨에

따라, 지원 프로그램과 규모를 60억원에서 150억원으로 대

폭 확충하였다.

신청자격은 연간 수출실적 1백만불 이상 중소기업으로, 세

부 프로그램은 크게 ‘해외마케팅(50억원)’과 ‘중국시장 전용

기술개발(100억원, 이하 전용 R&D)’으로 나뉘며, 해외마케

팅과 전용 R&D는 각각 별도의 신청과 접수 및 선정절차로

진행된다.

해외마케팅은 온라인(www.exportcenter.go.kr)을 통한

신청 접수 후, 1차 서류심사, 2차 전문수행사와의 매칭을 통

<차이나 하이웨이 프로그램 총괄표>

구분

준비단계

글로벌역량진단

프로젝트형자율마케팅

종합법률컨설팅

중국진출로드맵 수립 컨설팅*

브랜드·디자인프리미엄화

중국시장전용 기술개발

실행단계

내용

· 수출인프라, 시장이해역량, 마케팅실행역량 등 5개 부문에 대한 역량평가 시행

·진출여건 진단 및 경쟁사 분석·제품 포지셔닝, 현지화·마케팅 전략 수립

· ‘중국 진출 로드맵’을 이행을 위한 참여기업의 자율적 마케팅 비용 지원

· 중국 고급시장 공략을 위한 글로벌 브랜드 개발, 방송·PPL 등 홍보 지원

· 현지 진출 형태별 계약조건, 투자절차, 세무, 노무 등의 종합적 법률컨설팅 제공

·중국시장 진출 유망 전략품목 旣 발굴(120개)·120개 전략품목 지정형 R&D 자유응모

지원조건

무료 지원

70백만원 한도 내 70% 지원

최대 2년간 10억원 한도 내 60% 지원

2015년 4월호 47

해 총 75개사 내외로 선정할 계획이며, 전용 R&D는 온라인

(www.smtech.go.kr)을 통한 신청 접수 후, 1차 현장조사,

2차 대면평가, 3차 심의조정위원회를 거쳐 총 25개사 내외

로 최종 선정할 예정이다.

‘차이나 하이웨이’ 사업 선정기업은 준비단계와 실행단계에

걸쳐 다양한 세부 프로그램을 통해 중국 내수시장 진출을 지

원받게 된다.

글로벌 역량진단과 중국진출 로드맵 수립 컨설팅은 민간전

문가를 활용하여 글로벌 역량진단을 무료(전액 정부지원)로

실시하며, 전문컨설팅사와의 매칭을 통해 진출여건 진단, 현

지화·마케팅 전략 수립 등 ‘중국진출 로드맵 수립 컨설팅’을

최대 30백만원 한도내에서 총 비용의 70%까지 지원한다.

프로젝트형 자율마케팅은 중국진출 및 현지화 로드맵 수

행을 위한 제반 활동을 참여기업이 자유롭게 설계하고 이행

에 대해서 지원하며 고급 소비시장 공략을 위해 전문 수행사

와 매칭을 통해 스토리 브랜딩 등을 추진하고, 중국 內 시장

성이 높은 기업 및 제품 브랜드는 웹드라마 또는 지상파 드

라마 등의 방송 간접광고(PPL), 온라인 판매 등을 지원한다.

또한 현지 진출 형태별 투자절차, 세무, 노무 등의 종합적 법

률컨설팅 서비스 제공을 통해 안정적인 현지정착을 지원하

고 100억원 규모의 “중국시장 전용 기술개발(R&D)”을 신설

하였으며, 120개 전략품목을 발굴하여 품목별 자유응모 방

식으로 과제당 총 사업비의 60%이내에서 최대 2년, 10억원

(연간 5억원 이내)까지 총 25개사 내외를 지원할 예정이다.

정부는 수출성장 잠재력이 높고 중국시장 진출을 희망하는 중소기업의 성공적인 중국시장 진출 및 현지화를 위해 글로벌 및 중국진출

컨설팅사와 함께, 참여기업의 중국진출 및 현지화를 수립하여 성공적으로 실행할 수 있도록 단계별로 지원할 계획이다.

<차이나 하이웨이 프로그램 총괄표>

<담당기관 및 담당자 연락처>

분야 담당부처 담당자 전담기관 담당자

수출 지원중소기업청 해외시장과

송승현 사무관(042-481-4473)

중소기업진흥공단백종찬 대리

(055-751-9763)

R&D 지원중소기업청 기술개발과

허연 주무관(042-481-4451)

중소기업기술정보진흥원

한상희 선임(042-388-0313)

경영위기 중기의 경영 정상화 지원

중소기업청과 중소기업진흥공단은 경영위기 중소기업에

대해 전문가그룹의 심층진단을 통해 경영정상화를 지원하는

“중소기업 재기컨설팅사업”을 시행한다고 밝혔다.

이 사업은 최근 국내외 경기침체가 장기화되면서, 기업이

경영상의 위기에 노출되는 등 부실위험이 증가하고 있어, 이

에 대응하여 중소기업의 경영을 정상화하고, 재도약을 지원

하기 위한 목적으로 추진하는 것이다.

진로제시 컨설팅과 회생 컨설팅 사업으로 구성되어 있으

며, 진로제시 컨설팅사업은 경영위기 기업을 전문가가 직접

방문하여 기업에 대한 심층진단을 통해 기업회생(회생 컨설

48

주요

시책

Ⅱ

지원 대상 컨설팅 내용

·중소기업 건강관리사업을 통해 ‘진로제시 컨설팅 처방’을 받은 중소기업·이자보상배율 1이하(영업이익 ‹ 이자비용)·신청대상 및 신청제외업종 참조(공고문 참고)

[기술사업성 분석]·기업 기술경쟁력 분석·사업계획 실현가능성 평가

[재무분석]·재무제표 실사 및 추정·차입금 상환능력 분석(청산 및 회생 등 기업의 진로를 제시)·심층분석 (회생인가가능성 분석)

<진로제시 컨설팅 비용 산출방법>

분야기술사업성 분석 수행 기술사업성 분석 미수행

일수 보수액 일수 보수액

재무분석 3일 180만원 3일 180만원

사업성 분석 2일 60만원 - -

<기업회생 컨설팅 진행절차>

처방전 발급(건강관리시스템)

신청 및 접수 검토 및 승인 협약 및 컨설팅 진로제시

온라인 신청서 제출*사업관리시스템 활용

(www.rechallenge.or.kr)

지원자격 검토수행기관 선정

협약과 동시에 컨설팅 실시(5일이내)

진로제시(구조개선, 회생지원가능

회사정리)

일반신청(지원조건 충족)

(신청기업 → 중진공) (중진공 승인) (수행기관, 기업) (주관기관)

정부는 경영위기에 처한 중소기업에 대해 전문가가 직접 기업을 방문 진단하여 구조개선(사업전환, 워크아웃 등), 기업회생(회생컨설

팅), 사업정리 등 해당 기업의 향후 진로에 대한 맞춤형 처방을 제시하는 경영 정상화 지원을 할 계획이다.

팅), 사업정리, 구조개선 등 해당 기업의 향후 진로에 대한

맞춤형 처방을 제시하는 사업으로, 중소기업 건강관리사업

을 통해 ‘진로제시 컨설팅 처방’을 받은 중소기업이나 이자

보상배율 1이하 등의 경영위기 기업이 신청할 수 있으며,

업체당 최대 240만원(컨설팅 지원일수 5일)까지 지원한다.

회생 컨설팅사업은 진로제시 컨설팅을 통해 결정된 회생

대상 기업과 법원의 회생컨설팅 사전평가를 받은 기업에 대

해 회생절차 신청부터 회생계획 인가까지 전문가의 상담 및

절차 대행 등을 지원하는 사업이며, 진로제시 컨설팅 결과

‘회생컨설팅 지원가능 기업’으로 판단된 기업은 업체당 최대

3천만 원을 지원받을 수 있어, 경제적 어려움을 겪고 있는

회생기업들에게 도움이 될 전망이다.

그간의 사업의 성과를 분석해본 결과, 회생 컨설팅을 지원

받은 기업의 경우, 평균 회생인가율(57.6%)이 법원 평균 회

생 인가율(34%)보다 높은 것으로 나타나고 있어, 지원사업

이 한계기업의 사회적 비용 최소화 및 성공적인 기업회생

유도에 기여하고 있는 것으로 파악된다.

특히, 회생컨설팅을 지원받은 기업은 엄선된 전문가 풀(회

계사 또는 변호사)의 도움으로 회생절차가 원활히 진행되

어, 자금 경색기업의 재기가 빨라질 것으로 보인다.

아울러, 금년부터는 진로제시 컨설팅 후 구조개선 처방기

업 중 선제적 자금지원이 필요한 기업에 대해 구조개선 전

용자금(300억원)을 지원하여, 위기기업의 경영정상화가 한

층 탄력을 받을 것으로 보인다.

금년도 중소기업 재기컨설팅지원사업은 예산소진 시까지

사업관리시스템(www.rechallenge.or.kr)에서 온라인으로

신청이 가능하다.

2015년 4월호 49

<기업회생 컨설팅 진행절차>

신청·접수(회생컨설팅 사전평가)

온라인 신청서 제출*사업관리시스템 활용

(www.rechallenge.or.kr)

신청기업 →중소기업진흥공단

컨설팅 승인

컨설팅 승인

중진공

수행기관선정 및 협약서류 제출

수행기관선정 및 협약서류 제출

신청기업/중진공수행기관 → 중진공

협약체결

지원기업/ 수행기관/주관기관

중진공

기업부담금 납부

부담금 납입 및 증빙서류 제출

신청기업→수행기관, 중진공

컨설팅 실시

중간점검, 완료점검

중소기업진흥공단

⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒

고압전동기 고정자 권선의 절연파괴 사례 분석

50

Tech R

eport

한전 전력연구원 책임연구원 김 희 동

1. 서 론

고압전동기 고정자 권선은 절연재료 내부의 공극(void) 생

성, 빈번한 기동정지와 진동으로 인한 권선 표면의 반도전층

손상, 단말권선(endwinding) 표면에서 도전성 먼지로 인한

트래킹(tracking) 발생, 상간(phase-to-phase) 권선이 충

분한 공간을 확보하지 못해 부분방전에 의한 마모 및 갑작스

런 턴단락(turn-shorted) 등과 같은 결함들이 나타나게 된

다. 이러한 결함을 갖고 있는 고정자 권선에 열적, 전기적,

기계적 및 화학적인 스트레스(stress)가 복합적으로 반복되

면서 절연열화가 가속됨에 따라 절연내력이 급격하게 감소

하여 최종적으로 절연파괴가 발생하고 있다[1].

고압전동기 고정자 권선의 절연파괴가 발생하기 전에 절

연열화 정도를 사전에 예측하기 위해 절연진단 시험을 수행

하고 있다. 절연진단 시험은 절연저항, 성극지수, 교류전류,

유전정접 및 부분방전 등에 의하여 절연열화 정도를 판정하

고 있으며, 정격전압까지 인가하는 비파괴시험을 주로 사용

하고 있다[2]. 국내에서도 1990년대 말부터 발전소를 중심으

로 절연진단 시험을 활발하게 진행하고 있으며, 최근에는 민

간기업에서도 적극적으로 도입하고 있는 실정이다. 특히, 운

전연수가 10년 이상된 고압전동기는 대략 3년 주기로 계획

예방정비 기간 중에 진단시험을 시행하고 있으며, 국내에서

개발한 절연열화 평가기준을 사용하고 있다[3].

고압전동기 고정자 권선은 절연진단 시험만으로 운전 신뢰

성을 유지하기가 어렵기 때문에 내전압과 서지(surge) 시험

을 병행할 필요가 있다[4, 5]. 6.6 kV 전동기의 경우에 내전압

시험은 2E+1 kV 즉 14.2 kV이상을 1분간 인가하고 이상이

없으면 절연상태가 양호하여 계속적인 운전이 가능하다[6].

만약에 고압전동기 내전압 시험중에 절연파괴가 발생하면

즉시 재권선을 수행한다. 그리고 고압전동기 고정자 권선에

서 절연진단 시험은 주절연재료의 건전성 여부를 판정하는

데 사용되고 서지 시험은 턴절연재료의 단락 여부를 판정한

다. 서지 시험은 턴절연재료에 순간적으로 전압을 인가하여

절연상태가 불량할 경우에 절연이 파괴된다. 따라서 서지 시

험은 진단시험이라기 보다는 오히려 턴절연재료에 대한 내

전압 시험이다.

본 기고에서는 실제로 화력발전소 현장에서 고압전동기 절

연진단 시험, 기동 혹은 운전중에 절연파괴 사고 사례 및 내

전압 시험 사례를 분석하였다.

2. 절연파괴 사고 사례 분석

2.1 주절연재료 열화에 의한 사고 사례

고압전동기 고정자 권선의 주절연재료 건전성을 평가하

는 절연진단은 정격전압까지 인가하면서 시험하고 있다. 예

를 들면 정격전압이 6.6 kV인 고압전동기는 교류전압을 6.6

kV까지 인가하면서 교류전류와 유전정접을 측정한다. 정격

전압까지 인가하기 때문에 절연열화된 고압전동기는 절연진

단 시험중에 상전압인 3.81 kV의 1.25배인 4.76 kV이상에

서 주로 절연파괴가 발생한다. 이러한 고압전동기 고정자 권

선은 절연열화가 심각하게 진행되어 있는 상태이므로 절연

2015년 4월호 51

진단 시험을 하지 않고 계속 운전하게 되면 절연파괴가 발생

하여 발전기 출력감발에 영향을 미칠 수도 있다. 전력연구원

에서 1999년부터 2015년 3월까지 고압전동기 10,000대 이

상을 진단한 결과 50여대에서 절연진단 시험중에 절연파괴

가 발생하였다. 절연진단 시험의 목적은 고압전동기 고정자

권선의 절연상태를 평가하여 사전에 절연파괴가 발생하는

것을 예방하는 것이다. 따라서 심각하게 절연열화된 고압전

동기는 시험할 때 절연파괴가 발생되어야 운전 신뢰성을 향

상시킬 수 있다. 그리고 절연진단 시험결과에 따라 먼지와 베

어링 오일 등 이물질이 유입된 것으로 판정되면 회전자를 분

리하여 고정자 권선을 세척하고 건조작업이 필요하다. 장기

간 운전으로 인해 권선과 슬롯 사이에 공극 발생으로 슬롯방

전이 나타나면 절연보강 작업을 수행하고 고정자 권선의 절

연열화로 판정되면 권선교체를 권고하고 있다. 그림 1에 나타

낸 바와 같이 고압전동기 고정자 권선의 주절연재료인 마이

카테이프의 절연열화로 인해 최종적으로 절연파괴된 경우를

나타내었다. 이러한 절연파괴는 절연진단 시험 혹은 실제 운

전중에 발생할 수 있다. 고압전동기 고정자 권선의 슬롯단부

에서 절연파괴된 경우가 70〜80%를 나타내고 있다. 슬롯단

부에서 절연파괴는 가장 취약한 부분이고 주로 전기적 및 기

계적 스트레스가 집중되기 때문이다[7]. 따라서 고압전동기 고

정자 권선 주절연재료의 열화로 인해 최종적으로 절연파괴된

경우는 동분이 발생하지 않는다. 발전소 고압전동기 절연진

단 시험을 수행하여 결과판정에 따라 사전에 예측정비함으로

서 운전중에 절연파괴 사고를 크게 감소시키고 있다.

2.2 턴절연재료 단락에 의한 사고 사례

정상 운전중에 고압전동기 고정자 권선의 턴절연재료는 상

대적으로 낮은 전기적 스트레스를 받는다. 그러나 스위칭 운

전과 같은 비정상적인 조건에서 턴절연재료는 매우 높은 전

기적 스트레스를 받을 수 있다. 만약에 턴절연재료가 약하면

그런 조건에서 절연파괴가 발생할 수 있다. 고압전동기에서

발생하는 주절연재료 파괴는 턴절연재료 손상으로 인해 턴

단락으로 부터 시작되는 경우도 있다.

고압전동기의 갑작스런 고장은 고정자 권선에서 절연재

료의 파괴에 의해 발생한다. 주절연재료에 인가되는 전압

은 고압전동기의 상전압 만큼 높다. 상대적으로 정상적인

운전 동안에 얇은 턴절연재료에 인가되는 전압(전형적으로

10~20V)은 낮으며, 가파른 선행전압이 턴절연을 파괴하여

결과적으로 주절연재료의 파괴를 유도한다.

운전중인 고압전동기 고정자 권선의 턴단락으로 인한 절연

파괴는 슬롯단부와 슬롯내부에서 발생할 수 있다. 보통 슬

롯내부보다는 주로 슬롯단부에서 절연파괴가 발생하는 경우

가 더 많다. 앞에서 설명한 바와 같이 절연진단 시험은 주절

연재료의 건전성을 판정하기 때문에 턴절연의 건전성은 별

개의 시험이 필요하다. 턴절연의 건전성은 서지시험 혹은 권

선저항 측정시험을 통해 확인할 수 있다. 가끔 발전소 현장

에서 절연진단 시험결과 양호로 판정되었으나 기동 혹은 운

전중인 고압전동기에서 절연파괴가 발생된 경우에 대부분은

턴단락이 주요한 원인이다.

최근 발전소에서 일차 공기 통풍기용 고압전동기와 2대의

유인통풍기용 고압전동기 운전중에 개별적으로 절연파괴 되

면서 발전기 출력이 50% 감발되었다. 고압전동기 절연진단

시험결과 교류전류, 유전정접 및 부분방전 등이 모두 양호하

게 판정되었으나 3대 모두 턴단락에 의한 절연파괴가 발생하

였다. 턴절연재료가 열화되어 단락이 발생하면 빠른 시간에

주절연재료가 열화 되면서 최종적으로 절연파괴가 일어난다.

이런 경우에는 턴단락으로 인해 동도체가 용융되어 주절연재

료를 열화 시키면서 용융된 동분이 밖으로 분출되어 나온다.

그림 2는 고압전동기 턴단락에 의해 절연파괴된 경우를 나

타내었다. 그림 2(a)는 일차 공기 통풍기용 고압전동기가 절

연파괴 되면서 용융된 동분이 분출하여 회전자 권선의 회전

방향인 반시계 방향으로 뿌려져 있다. 그림 2(b), (c)는 동일

한 유인통풍기용 고압전동기로서 그림 2(b)는 고정자 권선

내부의 슬롯 안에서 절연파괴 되었으며, 그림 2(c)는 절연파

괴된 권선의 바로 뒷면인 철심측을 나타내었다. 슬롯내부의

권선측과 철심측 양쪽에서 동분이 분출되어 나타난 것을 확

[그림 1] 고압전동기 주절연재료 열화에 의한 절연파괴

52

Tech R

eport

인할 수 있었다. 고압전동기 고정자 권선의 절연파괴 위치는

철심 내부의 냉각 공기 통풍로에서 발생되어 웨지(wedge)

손상은 크게 발생하지 않았다.

냉각수 펌프용 고압전동기(400kW, 6.6kV, 388RPM,

18P)는 계획예방정비공사를 시행하면서 절연진단 결과 매

우 양호하게 판정되었다. 그립 3은 고압전동기를 기동하여

20일 정도 연속적으로 운전중에 절연파괴가 발생하였다. 그

림 3(a), (b)에 나타낸 바와 같이 절연파괴 원인은 슬롯내부

에서 상부권선의 턴절연이 손상되어 턴단락됨에 따라 순환

전류에 의한 고온으로 동도체가 녹아 순간적으로 동분이 분

출되면서 절연파괴가 일어났다. 동분이 주절연물과 웨지을

치고 나와 회전자 권선의 표면에 부착되었다. 그리고 그림

3(c)에 나타낸 바와 같이 절연파괴 되면서 주절연물과 웨지

에 불이 붙어 탄화된 그을음이 절연파괴된 부분과 회전자 권

선의 표면에 나타나 있다. 고압전동기는 2008년 국내에서

제작되었으며, 운전연수는 5년이다.

표 1은 국내에서 제작한 고압전동기 10대의 턴단락에 의한

절연파괴 사고 사례를 나타내었다. 고압전동기 종류, 사양,

절연파괴 발생위치 및 시기를 나타내었으며, 고정자 권선의

턴단락 사고는 기동하여 3~5분, 1~2일, 20~30일 및 장기

간 지속적으로 운전중에 발생하기도 하였다. 고압전동기 턴

단락 발생위치를 분석한 결과 3대는 슬롯내부이며, 7대는

단부에서 발생했다. 그리고 고압전동기 턴단락 발생시기를

분석한 결과 5대는 운전 중일 때 5대는 단독 혹은 부하가 연

결된 상태에서 기동중에 발생했다.

2.3 내전압 시험 사례

고압전동기 고정자 권선의 절연진단 시험결과 교류전류와

유전정접은 양호하고 부분방전 크기가 30,000〜50,000pC

이상으로 불량 판정을 받은 경우에 내전압 시험을 위해 정격

전압의 1.25〜1.5배로 교류전압을 인가하여 1분 동안 견디면

(a) 고정자 권선 단부에서 절연파괴

(b) 슬롯내부에서 절연파괴(권선측)

(c) 슬롯내부에서 절연파괴(철심측)

[그림 2] 고압전동기 턴단락에 의한 절연파괴

[표 1] 고압전동기 턴단락 사고 사례

고압 전동기 운전 년수 용량 발생위치 발생시기

CIDF 6 4,300kW/900RPM 슬롯내부 O/H 공사를 마치고 3개월 동안 운전중에 사고

CIDF 8 4,300kW/900RPM 슬롯내부 O/H 공사를 마치고 12시간 동안 운전중에 사고

Pulv. 5 600HP/880RPM 슬롯단부(Top bar) 기동하여 6개월 정도 운전중에 사고

CWP 5 871HP/444RPM 슬롯내부 기동하여 20일 정도 연속적으로 운전중에 사고

BFP 3 2,250kW/3,565RPM 슬롯단부(Bottom bar) 정상적으로 부하가 연결된 상태에서 기동중에 사고

PAF 15 1,400kW/1,790RPM 슬롯단부(Top bar) 기동하여 10개월 정도 운전중에 사고

TR Blower 7 224kW/1,781RPM 슬롯단부(Top bar) 단독운전을 위해 기동중에 사고

CEP #B 3 310kW/1,774RPM 슬롯단부(Top bar) 정상적으로 부하가 연결된 상태에서 기동중에 사고

CEP #C 5 310kW/1,774RPM 슬롯단부(Top bar) 정상적으로 부하가 연결된 상태에서 기동중에 사고

BFP 4 2,250kW/3,565RPM 슬롯단부(Top bar) 정상적으로 부하가 연결된 상태에서 기동중에 사고

2015년 4월호 53

다음 계획예방정비공사까지 운전이 가능하다. 그 후에 고압

전동기를 다시 절연진단하여 열화 징후가 없으면 계속적으

로 운전하도록 권고한다. 만약에 재진단 시험중에 고압전동

기 고정자 권선에서 절연파괴가 발생되면 재권선을 권고한

다. 따라서 절연진단 시험은 주로 슬롯내부 권선의 건전성을

판정하며, 단말권선(endwinding)은 플로팅(floating)되어

건전성을 평가할 수 없다. 예를 들면 고압전동기 단말권선과

고압 리드(lead) 케이블 사이의 연결부에서 절연물이 탄화되

어 동도체가 노출되어도 절연진단 시험결과는 양호하게 나

타난다. 따라서 절연진단 시험은 고압전동기 슬롯내부에 설

치된 권선의 건전성과 절연열화 상태는 정확하게 판정할 수

있지만 단말권선의 건전성은 확인이 어렵다.

3. 결 론

발전소 현장에서 고압전동기 절연진단 시험, 기동 혹은 운

전중에 절연파괴 사고 사례 및 내전압 시험 사례를 분석하

여 아래와 같은 결론을 얻었다.

(1) 고압전동기 고정자 권선 주절연재료의 열화로 인한 절

연파괴는 정지중 절연진단 시험, 기동 혹은 운전중에 발

생한다. 고압전동기 고정자 권선의 슬롯단부에서 절연

파괴된 경우가 80〜90%를 나타내고 있다. 가장 취약

한 슬롯단부에서 절연파괴는 주로 전기적 및 기계적 스

트레스가 집중되기 때문이다. 발전소 고압전동기 절연

진단 시험결과에 따라 사전에 예측정비를 수행함으로서

운전중에 절연파괴 사고를 크게 감소시키고 있다.

(2) 턴절연재료의 열화로 인해 턴단락이 일어나면 빠른 시

간에 주절연재료가 손상되면서 최종적으로 절연파괴가

발생한다. 턴단락이 발생하면 동도체 과열로 인해 용융

되면서 순식간에 주절연재료 절연파괴로 이어져 동분이

밖으로 분출되어 나온다.

(3) 고압전동기 절연진단 시험결과 교류전류와 유전정접은

양호하고 부분방전 크기가 30,000〜50,000pC 이상인

경우에 내전압 시험을 위해 정격전압의 1.25〜1.5배로

교류전압을 인가하여 1분 동안 견디면 다음 계획예방정

비공사까지 운전이 가능하다. 그 후에 다시 고압전동기

절연진단 시험을 수행하여 열화 징후가 없으면 계속적

으로 운전하도록 권고하고 있다.

(a) 권선 내부의 절연파괴 (b) 절연파괴로 인해 웨지 손상 (c) 회전자 권선 표면의 동분

[그림 3] 고압전동기 슬롯내부에서 절연파괴

[1] J. H. Dymond, N. Stranges, K. Younsi and J. E. Hayward, “Stator Winding Failures : Contamination, Surface Discharge, Tracking”, IEEE Trans. on Industry Applications, pp. 577~583, 2002.

[2] H. Yoshida and K. Umemoto, “Insulation Diagnosis for Rotating Machine Insulation”, IEEE Trans. on Electrical Insulation, Vol. EI-21, No. 6, pp. 1021~1025, 1986.

[3] 김희동, “4.16kV 및 6.6kV 전동기 고정자 권선의 절연열화 판정기준”, 전기학회 논문지, Vol. 58, No. 4, pp. 788~794, 2009.

[4] G. C. Stone, “Recent Important Changes in IEEE Motor and Generator Winding Insulation Diagnostic Testing Standards”, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 41, No. 1, pp. 91~100, 2005.

[5] B. K. Gupta and I. M. Culbert, “Assessment of Insulation Condition in Rotating Machine Stators”, IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. 7, No.3, pp. 500~508, 1992.

[6] J. E. Timperley and J. R. Michalec, “Estimating the Remaining Service Life of Asphalt-Mica Stator Insulation”, IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. 9, No.4, pp. 686~693, 1994.

[7] 김희동, 공태식, “고압전동기 고정자 권선의 절연열화 평가”, 전기학회 논문지, Vol. 61, No. 5, pp. 711~716, 2012.

참고문헌

isoSPI™ 기능을 가진 LTC6804 배터리 스택 모니터링 디

바이스와 LTC6820 isoSPI 통신 인터페이스 디바이스를 결

합하면 전압 장벽이 높더라도 안전하고 견고하게 정보를 전

달할 수 있다.

통상적인 isoSPI 애플리케이션(그림 1)은 펄스 트랜스포

머를 이용해서 절연을 제공하고 배선으로 가해진 공통 모

드(common mode) 간섭을 제거한다. isoSPI 기능은 공통

모드 라인 잡음을 향상하는 공통 모드 초크 섹션(그림 1 참

조), 보통의 100 W 라인 종단 저항, 공통 모드 디커플링 커

패시터를 비롯한 쉽게 구매할 수 있고 가격이 저렴한 이더넷

LAN 자기 소자들을 이용해 동작할 수 있다.

이더넷 타입이나 게이트 드라이버 타입 같은 일반적인 신

호 트랜스포머는 에나멜 와이어를 이용해서 권선을 이루므

로 바늘구멍 크기의 절연 결함이 있을 수 있고 그럼으로써

구리를 습기에 노출시켜 트랜스포머가 승인을 받은 권선 간

바이어스를 근본적으로 제한할 수 있다. 이러한 소자들은 생

산 시에 조잡한 절연 문제를 찾아내기 위해서 통상적으로

1.5 kV의 높은 전위를 이용해서 테스트한다(이를 흔히 hi-

pot(high potential) 테스트라 한다). 이렇게 하는 것이 60

V의 장기적 바이어스의 안전한 설계 마진으로 자리 잡고 있

다. 작게라도 부식 부위가 있으면 권선 간에 전도 경로를 형

성하기 위해서 60 V 이상을 필요로 할 수 있기 때문이다.

문제 : 고전압 = 고비용

배터리 스택 전압이 400 V 대이면 트랜스포머에 강화(이

중) 절연을 이용하도록 하고 3750 V 이상으로 hi-pot 테스

트를 하는 것이 좋은 설계 관행이다. 그런데 이러한 트랜스

고전압 고용량 배터리 시스템에서 비용을 낮출 수 있는 isoSPI 결합 회로 기법

자료제공 | 리니어 테크놀로지

54

Tech R

eport

[그림 1] 일반화한 isoSPI 점-대-점 링크

포머는 요구되는 연면 거리(표면적)와 공간 거리(절연에 필

요한 최소한의 공간) 때문에 소형으로 구하기가 쉽지 않고

비교적 가격이 비싸다. isoSPI는 1 kV에 이르는 배터리 시

스템에 적용되며 그러기 위해서는 보수적인 설계 마진을 위

해서 5 kV로 hi-pot 테스트를 한 트랜스포머가 필요하다.

이러한 수준이면 절연 장치가 크기가 커지고 가격이 비싸지

며 펄스 충실도를 떨어트릴 수 있다.

해결책 : ‘분할 지배(divide and conquer)’

강화 트랜스포머를 이용해야 하는 것에 대해서 가능한 대

안은 추가적 절연을 커플링 커패시터로 옮김으로써 자기 소

자들의 바이어스 요구량을 분할하는 것이다. 커패시터 자체

만으로는 완벽한 절연 옵션을 제공하는 것으로 보일 수 있

으나 트랜스포머가 제공하는 공통 모드 제거나 충격 방지

절연 특성은 제공하지 못한다. 따라서 실제적으로는 L-C

기법이 적합하다. 이 방법으로 커패시터는 공칭 DC 바이어

스로 충전하고 트랜스포머는 트랜션트를 처리하도록 할 수

있다. 그러면 보통의 소자들을 이용하더라도 잘 맞는다.

그림 2에서 보는 것처럼 통상적으로 트랜스포머 센터 탭으

로 연결된 높은 값의 저항을 이용해서 커플링 커패시터를 바

이어스한다. 그럼으로써 부가적으로 바이어싱 저항의 DC 전

류를 모니터링한다면 절연이 무너지는 것을 결함으로써 검

출할 수 있다. 이 저항은 10 MW 같이 높은 값으로 선택할 수

있다. 따라서 결함 전류가 안정적으로 트랜스포머의 와이어

정격 이내가 되고 인명 피해 위험성을 최소화할 수 있다.

트랜스포머 자기 디자인의 고전압 요구를 제거함으로써

상대적으로 비용을 낮출 수 있는 여러 가지 기법들이 가능

해진다. 그 하나는 단순히 적합하게 승인을 받은 이더넷 트

랜스포머를 이용하는 것이다. 또 다른 가능한 방법은 규격

형 로우프로파일(높이가 낮은) 자기 소자를 이용해서 장치

의 높이를 낮추고 부피를 줄이는 것이다(그럼으로써 납땜을

손쉽게 할 수 있다.). 이러한 소자들은 여타 부품들과 마찬

가지로 표면실장 자동화 어셈블리 기법을 이용해 설치할 수

있으므로 제조비용을 낮출 수 있다. 이렇게 이용하기에 적

합한 것이 바로 이산적 CMC(common-mode-choke)이다.

이는 필터링 소자로 통상적으로 이용되는 트랜스포머 구조

이다. 이러한 소자는 최대 100 mH로 이용할 수 있고 자동

isoSPI는 셀을 직렬 연결하여 수백 볼트를 발생시키는 에너지 저장 시스템에 매우 유용한 기능이지만, 인명적 상해를

방지하기 위해 완벽한 절연 분리를 해야 한다. 이글에서는 isoSPI 시스템의 절연과 비용을 낮출 수 있는 방법에 대해 알

아본다.

2015년 4월호 55

[그림 2] 전압을 높이기 위한 AC 커플링 isoSPI 점-대-점 링크

차 시스템에 이용하도록 승인을 받아 isoSPI 구성에도 이용

하기에 바람직하다.

적합한 CMC는 가격이 저렴하다. 칩 크기 페라이트 형태

에 기계로 감은 와이어 쌍으로 쉽고 빠르게 제작할 수 있다.

isoSPI 디자인은 긴 펄스 파형을 효과적으로 전달하기 위해

서 다소 높은 인덕턴스를 필요로 하고 2개 초크를 권선을 직

렬로 해서 이용해서 200 mH를 발생시킴으로써 적정한 인덕

턴스를 달성할 수 있다. 이렇게 함으로써 부가적으로 가상적

인 센터 탭 커넥션을 형성할 수 있는 이점이 있고 그러면 공

통 모드 바이어싱과 디커플링 기능에 이용하기에 유용하다.

그림 3은 2개 CMC를 이용해서 구현한 등가 트랜스포머 모

델을 보여준다. 이 그림에 표시된 초크는 1812 SMT 풋프린

트 사이즈에 bifilar(복선) 권선이다. 그러므로 일차와 이차를

밀접하게 매칭하고 있으므로 누설 인덕턴스를 최소화할 수

있고 고주파 성능을 보존할 수 있다. 권선이 물리적으로 분리

되는 타입은 과도한 누설 인덕턴스 때문에 펄스 충실도가 떨

어진다. 이 그림의 소자들은 50 V DC 연속 정격이다.

전체적 솔루션

그림 4는 L-C 솔루션과 트랜스포머로 CMC를 이용했을

때 전체적인 회로를 보여준다.

통상적인 isoSPI 애플리케이션은 유용한 CMC 필터링 섹

션을 포함하므로(표준적 LAN 소자는 내부적으로 통합) 이

회로는 이 기능을 위해서 권장 이산 소자를 포함한다. 커플

56

[그림 4] 전체적인 고전압 isoSPI 점-대-점 링크

[그림 3] 2개 common-mode-choke(CMC)를 센터 탭 isoSPI 트랜스포머로 이용

[그림 5] 절연 배선을 이용한 고전압 데이지 체인 isoSPI 링크

Tech R

eport

링 커패시터는 1812 풋프린트 크기의 고품질 10 nF ~ 33

nF 소자이다(630 V 또는 1 kV 정격). 여기서는 LTC6820을

새시 접지 전위로 동작하는 것으로 간주한다. 따라서 꼬임

쌍선(Twisted pair)의 바이어싱이 안전한 수준이다.

그림 5에서 보는 것처럼 데이지 체인으로 연결한

LTC6804-1 모듈 간의 링크와 같이 양쪽 단이 부동 전위인

경우에는 링크의 양쪽 단에 커패시터를 이용할 수 있으며

각 라인으로 높은 값의 저항을 이용해서 ‘어스’ 전위로 바이

어스할 수 있다.

이 경우에는 커패시터들이 직렬이므로 최소한 22 nF이 권

장된다(이 그림에서는 33 nF/630 V 타입을 이용하고 있음).

동일 보드 상에서 LTC6804-1를 데이지 체인으로 연결하

는 링크는 전위가 보통 50 V 이하이기 때문에 커패시터 커

플링이 필요하지 않고 또한 케이블을 이용하지 않아서 잡음

유입이 훨씬 작아 통상적으로 단일 트랜스포머 섹션만을 필

요로 한다(그림 6).

고전압 레이아웃

인쇄 회로 레이아웃은 메인 절연 장벽

상에 다시 말해서 커패시터들로 넓은

절연 간격이 필요하다. 그림 7은 우수한

고전압 성능을 달성하는 탑재 예를 보

여준다. 파란색 부위는 프레임 접지(왼

쪽, 꼬임쌍선 커넥터)와 IC 공통 접지

(오른쪽)를 나타낸다.

트랜스포머는 HV 트랜션트 전위를 견

뎌야 하므로 여기서도 1206 사이즈 바

이어싱 저항을 이용해서 간격을 유지한

다. HF 디커플링 커패시터와 임피던스

종단 저항은 소형을 이용할 수 있다(그

림에서는 0602 사이즈).

HV 장벽 상에서 누설 전류를 방지할

수 있는 또 다른 좋은 설계 관행은 HV 소

자 부위(접지 사이 간격 상의 소자들)에

서 솔더마스크를 최소화하는 것이다. 이

렇게 함으로써 소자 하단의 플럭스 잔류

물을 효과적으로 세척할 수 있고 구멍이

생긴 솔더마스크 층으로 수분을 머금는

것을 방지할 수 있다.

isoSPI 버스의 특수한 고려사항

위의 회로들은 점-대-점 isoSPI 링크에 적용하기 위

한 것이다. 그런데 고전압 솔루션을 구현하기 위한 또 다

른 중요한 방법은 그림 8에서 보는 것과 같이 어드레스가능

LTC6804-2를 버스로 연결하고 꼬임쌍선 링크의 각기 ‘탭’

접속을 통해서 전달하는 것이다. 이 버스 애플리케이션은

모든 트랜스포머에 고전압이 필요하다. 같은 꼬임쌍선 전위

가 부동 셀 스택 상의 어떤 전압과도 인터페이스해야 하기

때문이다.

추가적 절연을 위해서 CMC와 AC 커플링 커패시터를 이

용하는 것은 앞서 설명한 것과 마찬가지이다. 다만 이 예에

서는 다중의 반사를 약화하고 통신을 위해서 네트워크상의

물리적 위치에 상관없이 일관된 파형 형태를 제공하기 위해

서 몇 가지 다른 커플링 회로를 제안한다. 이 회로 예에서는

2015년 4월호 57

[그림 6] 동일 보드로 접속하는 데이지 체인 isoSPI 링크

[그림 7] isoSPI 인터페이스에서 고전압 성능을 달성하기 위한 권장 인쇄 회로 레이아웃

크게 다음과 같은 세 가지

차이점이 있다.

· LTC6820 종단을 100

pF 커패시터(CT)로 변

경한다.

· 버스 라인의 가장 끝

종단 라인에 종단 저

항(RT) 68 W으로 설

정한다(LTC6804-2

들에는 종단 저항을

이용하지 않는다).

· 부유 커패시티브 로딩

을 디커플링 하기 위

해서 모든 버스 접속

지점에 22 W 커플링

저항(RC)을 달아준다.

이것을 보여주고 있는 것

이 바로 그림 8의 회로이

다. 이 예에서도 역시 LTC6820이 안전한 ‘어스’ 전위로 동작

하는 것으로 간주한다. 수정된 파형은 대역 제한을 해서 반사

로 인한 왜곡을 제어함으로써 IC 핀에서 수신되는 펄스는 그

림 9에서처럼 좀 더 둥근 형태가 된다. 그렇지만 isoSPI 펄스

판별(discriminator) 회로가 이렇게 필터링 된 형태를 이용해

서 잘 작동하고 전체적인 16 어드레스 버스를 지원할 수 있

다. 특정 시스템에서 실제로 발생하는 손실에 따라서 최적 동

작을 위해서 펄스 검출 임계값을 낮춰야 할 수 있다(임계값을

차동 신호 피크의 40 ~ 50퍼센트가 되도록 구성).

5개 혹은 그 미만의 어드레스를 가지고 있는 네트워크

일 때는 반사가 대체로 중대한 문제가 되지 않는다. 그러므

로 표준적 저항 종단을 그대로 유지할 수 있다(그림 8에서

CTERM 및 RTERM 위치에 100 W, RC들은 제거).

결론

AC 커플링 기법을 이용해서 고전압 isoSPI 시스템의 비용

문제를 완화할 수 있고 자기 소자에 대한 이중 절연 요구를

제거할 수 있다. 특수한 도넛형 트랜스포머 자기 소자를 저

렴한 보빈 권선 common-mode-choke(CMC) 소자로 대체

함으로써 비용을 추가로 더욱더 낮출 수 있다. 커패시터와

CMC는 둘 다 비교적 높이가 낮은 표면실장 칩 소자이고 가

격대가 저렴하고 자동차용으로 높은 신뢰성을 달성하는 것

을 이용할 수 있다. AC 커플링에 이용되는 바이어스 저항은

시스템의 절연 무결성을 모니터링할 수 있는 유용한 수단을

제공한다.

58

[그림 8] 에코 제어를 적용한 전체적인 고전압 isoSPI 버스

[그림 9] isoSPI 버스 애플리케이션으로 에코 제어를 적용했을 때 수정된 펄스 형태

Tech R

eport

2015년 4월호 59

Q. 저는 甲에게 사업자금 5,000만원을 빌려

주면서 교부받은 차용증에는 乙주식회사

대표이사 甲이 차용하는 것으로 기재하였

습니다. 그 후 甲이 돈을 갚지 않아 확인해보니 乙회사는 甲

이 설립한 소규모의 회사로서 등기부상 이름만 남아 있을 뿐

직원도 없고 그 회사명의의 재산은 아무 것도 없었습니다.

그러나 甲은 개인명의의 재산을 많이 갖고 있는데, 제가 甲

을 상대로 위 대여금을 청구하여 甲의 개인재산에 강제집행

을 할 수 있는지요?

A. 법률상 권리의무의 주체로는 자연인과 법

인이 있습니다. 주식회사는 1인 이상이 자

본을 주식의 형태로 출자하여 설립한 법인

으로서(상법 제288조), 그 본질상 그 회사를 구성하는 자연

인과는 별개의 법인격체를 이루며, 회사의 재산은 주주나 이

사의 개인재산과는 완전히 분리되고 회사의 채무에 대하여

는 회사명의의 재산으로만 책임을 지게 됩니다.

즉, 「상법」 제331조는 “주주의 책임은 그가 가진 주식의 인

수가액을 한도로 한다.”라고 규정하고 있습니다. 다만, 상법

제331조의 주주유한책임의 원칙은 주주의 의사에 반하여 주

식의 인수가액을 초과하는 새로운 부담을 시킬 수 없다는 취

지에 불과하고, 주주들의 동의 아래 회사채무를 주주들이 부

담하는 것까지 금지하는 취지는 아니므로(대법원 1989. 9.

12. 선고 89다카890 판결, 1983. 12. 13. 선고 82도735 판

결), 주주나 이사가 개인적으로 회사채무를 부담키로 한 경

우에는 그들에게 청구가 가능합니다.

그러므로 귀하의 경우에는 차용증서상 ‘乙주식회사’에 돈을

빌려준 것으로 되어 있어 乙회사를 상대로 재판을 하고 판결

을 받아 乙회사명의의 재산에 대하여만 강제집행을 할 수 있

을 뿐이며, 乙회사의 주주나 대표이사 甲 개인을 상대로는

청구할 수는 없을 것으로 보입니다. 다만, 甲이 乙회사의 재

산을 빼돌려 개인적인 용도에 사용하였다면 형사적으로는

甲을 횡령죄로 고발할 수 있고, 민사적으로는 채권자취소권

의 행사도 검토해볼 수 있을 것입니다.

그런데 주식회사라고 하지만 현실적으로는 개인기업이나

마찬가지인 가족회사나 실질적으로 1인 회사인 경우가 많이

있습니다. 그와 같은 소규모의 회사의 경우 회사재산과 경

영주 개인의 재산이 혼동될 우려가 있으며, 회사가 파산하는

경우에는 주주 개인의 재산으로는 책임을 지지 않기 때문에

채권회수가 어려워지는 경우가 많이 있습니다. 이러한 경우

그 회사의 법인격을 부인할 수 있을 것인지에 관하여 판례는

“회사가 외형상으로는 법인의 형식을 갖추고 있으나 이는 법

인의 형태를 빌리고 있는 것에 지나지 아니하고 그 실질에

있어서는 완전히 그 법인격의 배후에 있는 타인의 개인기업

에 불과하거나 그것이 배후자에 대한 법률적용을 회피하기

위한 수단으로 함부로 쓰여지는 경우에는, 비록 외견상으로

는 회사의 행위라 할지라도 회사와 그 배후자가 별개의 인격

체임을 내세워 회사에게만 그로 인한 법적 효과가 귀속됨을

주장하면서 배후자의 책임을 부정하는 것은 신의성실의 원

칙에 위반되는 법인격의 남용으로서 심히 정의와 형평에 반

하여 허용될 수 없고, 따라서 회사는 물론 그 배후자인 타인

에 대하여도 회사의 행위에 관한 책임을 물을 수 있다고 보

아야 한다.”라고 하였습니다(대법원 2001. 1. 19. 선고 97다

21604 판결, 2004. 11. 12. 선고 2002다66892 판결).

그러나 1인 회사의 존재도 인정하고 있으며(대법원 2004.

12. 10. 선고 2004다25123 판결), 법인격 부인은 불가피한

경우에 제한적으로 적용하고 있으므로, 위 사안에서 귀하가

甲에게 위 대여금을 지급 받기 위해서는 위 회사가 ‘명목상

의 회사{형해화(形骸化)된 회사}’에 불과하다는 사실을 입증

할 수 있어야 할 것입니다.

출처 : 대한법률구조공단

법률

상식

회사에 대한 채권으로 대표이사 개인재산을강제 집행할 수 있는지

전기 자동차의 상용화를 앞당길 수 있는 기술이 개발돼 관

심을 모으고 있다. 많은 양의 전기를 저장할 수 있는 슈퍼커

패시터 기술이다.

국내 기업들이 전기 자동차 배터리 개발을 통한 글로벌 시

장 공략에 적극적으로 나서고 있는 가운데, 기초과학연구원

의 나노구조물리연구단(단장 이영희)은 슈퍼커패시터를 개

발했다.

‘대용량 축전지’로 불리는 슈퍼커패시터는 전기 자동차의

배터리를 보완하거나, 배터리를 대체해 사용할 수 있는 대

량·고성능 전기 저장장치다.

일반 2차 전지에 비해 에너지 밀도는 작지만 순간적인 고

출력을 낼 수 있다는 장점을 갖춘 슈퍼커패시터는 2차 전지

의 성능을 보완하는 장치로서 전기 자동차 등의 활용에 많은

주목을 받아왔다. 시동과 급가속의 경우처럼 순간적으로 고

출력을 필요로 하는 경우 슈퍼커패시터를 활용한다.

미래창조과학부 소속의 나노구조물리연구단은 기존 기술

의 한계를 극복하고 출력 성능이 매우 높으면서 에너지 밀도

는 기존 리튬이온 배터리와 비슷한 슈퍼커패시터를 만드는

데 성공했다고 밝혔다. 리튬이온 전지를 대신해 전기 자동차

에 직접 장착해 사용할 수 있는 만큼 전기 자동차 실용화에

한걸음 다가가게 할 중요한 연구 사례라는 평가다.

나노구조물리연구단 이영희 단장은 “슈퍼커패시터를 직접

전기 자동차에 사용할 수 있는 계기를 마련해준 연구”라며

“슈퍼커패시터 전극의 두께를 지금보다 굵게 만들어야 장시

간 사용할 수 있기 때문에 관련 기업과 전극을 두껍게 하는

기술 개발을 협의 중”이라고 말했다.

이어 “소자의 두께가 현재는 최대 20 μm이나 실용화를 위

해선 100 μm 정도를 높여야 하며, 이 때 저장특성을 유지

할 수 있어야 한다”며 실용화를 위한 선행 과제가 남아있음

을 언급했다.

수많은 난관 통해 개발 성공

전기 자동차로 장거리 주행을 하려면 에너지 밀도가 높은

전지가 필요하다. 현재 상용화된 리튬이온전지는 에너지 밀

도가 낮아 장거리 여행이 어렵고 출력이 낮아 언덕이 가파른

곳에선 사용하기 힘들다고 알려졌다.

따라서 연구단은 출력이 높은 동시에 높은 에너지 밀도도

충족하는 슈퍼커패시터 개발에 주력해왔다. 연구단은 부피

당 에너지 혹은 출력이 증가하면 무게 당 에너지 또는 출력

이 감소하는 등 연구 중 많은 난관에 부딪혔다.

이를 극복하기 위해 연구진은 탄소나노튜브 표면에

CTAB(양이온계면활성제, Cetyl trimethy lammonium

bromide)이라는 플러스 전하를 띠는 고분자를 입혀 마이너

스 전기를 띤 산화흑연과 물속에서 혼합해 탄소나노튜브가

산화흑연 사이로 자기조립에 의해 끼어 들어가는 구조를 만

들었다. 특이한 점은 끼어 들어간 탄소나노튜브가 수직으로

세워져 구멍이 많은 3차원 건물 구조를 만들어냈다는 점이

Tech Trend

슈퍼커패시터, 전기차 상용화 앞당길까?고출력 낼 수 있는 ‘대용량 축전지’ 개발돼

60

다. 이런 특징은 이온을 저장할 때 이온이 이동하는 경로를

제공해주고 동시에 탄소나노튜브와 그래핀의 넓은 표면적

을 이용해 전하를 흡착시켜 전하 저장을 최대화시켜주는 역

할을 제공했다.

만들어진 3차원 탄소나노튜브·그래핀 건물 구조는 아직

도 높은 무게 밀도(1.06 g/cm3)를 갖고 있어 부피 당 최대

출력 밀도 424 kW/L에서 최대 에너지 밀도 117.2 Wh/L 혹

은 무게 당 최대 출력 밀도 400 kW/kg에서 최대 에너지 밀

도 110.6 Wh/kg을 갖는다. 이런 무게 당 에너지 밀도는 상

용화되고 있는 리튬이온전지 에너지 밀도와 버금가는 값이

다. 기존의 어떤 슈퍼커패시터보다 높은 값을 기록하고 있

다. 전기 자동차 산업 관계자들은 전기 자동차에 배터리 대

신 이 기술이 직접 사용될 것으로 보고 있다.

연구진은 이번 기술의 성과에 대해 “탄소나노튜브와 그래

핀은 전기 전도도가 우수하고 표면적이 넓어 에너지 저장을

위한 꿈의 물질로 여겨져 왔다. 하지만 실제 저장 소자를 제

작하면 이온의 이동을 제한해 출력 밀도를 떨어트리고 에너

지 밀도까지 감소시켰다”며 슈퍼커패시터 개발 중 겪은 난

관에 대해 설명했다. 이어 “이런 어려움을 극복하기 위해 탄

소나노튜브를 그래핀 사이에 수직으로 자기 배열시켜 이온

이 출입하도록 기공을 만들고, 그래핀과 탄소나노튜브가 갖

고 있는 넓은 표면이 모두 이온을 흡착시킬 수 있도록 구조

를 3차원적으로 설계했다”며 “최대 에너지 밀도 및 출력을

극대화시킨 점이 다른 연구와 다른 점”이라고 밝혔다.

시장조사기관인 B3와 IHS는 세계의 전기 자동차 시장 규모가 올해 약 2,600만대에서 2020년 7,700만대로 연평균

24% 이상 늘어날 것으로 전망했다. 이런 가운데 나노구조물리연구단이 출력 성능이 높으면서 에너지 밀도는 기존

리튬이온배터리와 비슷한 슈퍼커패시터를 개발해 많은 기대를 모으고 있다. 상용화되는 시점에 따라 우리나라가

전기 자동차 분야에 큰 국가 경쟁력을 확보할 수 있게 될 전망이다.

글 | 김 언 한 기자

2015년 4월호 61

3차원 탄소나노튜브·그래핀 빌딩구조. 탄소나노튜브 주위에 CTAB라는 플러스 전기를 띤 고분자를 입힌 뒤 마이너스 전기를 띤 산화흑연과 섞으면 자기조립현상에 의해 3차원 구조를 얻어 낼 수 있다.

나뭇잎 줄기를 묘사한 2차원 나노채널이 형성된 그래핀 필름. 연구진은 나뭇잎 줄기의 영감을 받아 전해질 물질이 삽입된 2차원 그래핀 구조에 나노채널을 형성했다.

“노후산단 맞춤형 리모델링으로 경쟁력 높인다.” 11개 지구 공모

국토교통부와 산업통상자원부는 노후 산업단지 리모델링을 위한 ’15년도 경쟁력강화 산업단지 선정을 공동으로 추진한다

고 밝혔다.

정부는 작년에 9개 노후 산단을 선정한 데에 이어, 금년에는 11개 단지를 선정하고, 내년에 5개 단지를 선정하여 ’16년까지

총 25개 노후 산단을 선정할 계획이다. 경쟁력강화사업 대상단지 선정은 경제혁신 3개년 계획의 일환이자 작년말 국토부·

산업부 합동으로 수립한 「노후산단 리모델링 종합계획」*의 후속 조치로서 대표적 부처간 협업 사례이다.

금년까지 총 20개 경쟁력강화사업 대상 단지가 선정되면 국내 주요 산업단지 중 상당수가 선정되어 노후산단 리모델링이

본궤도에 오를 것으로 전망된다. 이번 공모에서는 시·도(기초 지자체는 시·도를 통해 제출)가 관할지역 내 착공 후 20년

이상 경과한 국가 및 일반산업단지 중에서 3개소까지 신청할 수 있다.

참여방법은 지자체가 경쟁력 강화 사업계획서를 작성하여 공모 전담기관으로 지정된 한국토지주택공사와 한국산업단지공

단에 신청기간(4월 20일부터 5월 22일까지) 내 제출하면 된다.

양 부처는 민간전문가로 선정위원회를 구성하고, 산단의 경제적 중요도, 혁신역량, 기반시설 노후도, 기업 및 근로환경, 사

업계획의 실현 가능성 등을 종합적으로 평가하여 오는 6월까지(잠정) 선정을 마무리할 계획이다.

사업 단지는 유형별로 재생사업 대상, 혁신사업 대상, 공동사업(재생+혁신) 대상 단지로 분류하여 선정할 방침이다.

경쟁력강화 대상단지로 선정되면, 유형에 따라 도로·주차장 등 기반시설 개선 및 산단계획변경(기반시설비 50%, 주택도

시기금 융자 등), 연구·혁신역량 확충(산단환경개선펀드, 산학융합지구 등) 등 다양한 지원을 받을 수 있다.

정부 관계자에 따르면 이번 공모는 지난해 산업부, 국토부가 함께 제정한 「노후거점산업단지 경쟁력강화 특별법」 시행

(’15.7.7)을 앞두고 있는 상황에서 범 부처 협업을 통한 노후산단 경쟁력강화사업을 본격화하는 계기가 될 것으로 기대된다.

정부는 경쟁력 강화사업을 통해 각각 개별적으로 시행되던

산단 재생사업(국토부)과 혁신사업(산업부)을 노후 산업단지

에 통합 시행함으로써 산단 개선 효과가 극대화될 것으로 보

고 있다. 앞으로 산단 경쟁력강화 사업이 본격 시행되면 낡고

활력이 떨어진 산업단지를 청년 인재들이 모여드는 창조경제

의 거점으로 재창조시킬 수 있을 것으로 보고, 국토부, 산업부

등 정부부처의 역량을 결집시켜 지원하겠다고 밝혔다.

62

공모

정보

전력서비스(Smart, Clean, Kind) 개선 국민제안 공모 시행

한국전력은 ‘여러분의 생각이 행복한 에너지 세상을 만듭니다.’라는 주

제로 전력서비스 개선 국민제안 공모를 3월 23일부터 4월 30일까지 시

행한다.

이번 공모의 목적은 전기사용 관련 국민 불편을 해소하고, 국민 눈높이

에 맞는 따뜻한 맞춤형 서비스 제공하여 행복한 에너지 세상을 만드는데

있다. 공모참여는 전기를 사용하는 누구나 참여 할 수 있고, 한전 홈페이

지(www.kepco.co.kr)를 통한 온라인 접수, 가까운 한전 지사 방문 또는

검침협력사 직원을 통한 현장 접수도 가능하다. 공모분야는 ① 보다 편

리한 서비스 제공을 위한 서비스 개선 및 신기술을 활용한 서비스 신규

발굴을 위한 ‘Smart 서비스’, ② 불필요한 규제 혁파 및 합리적 제도 개

선을 위한 ‘Clean 영업제도’, ③ 따뜻한 에너지 복지 제공 및 서민경제 활

성화를 위한 ‘Kind 한국전력’ 등으로 구분된다.

우수 제안은 심사를 거쳐 금년 6월초 발표되며, 최우수 1명(100만원) 우

수 4명(각 50만원), 장려 10명(각 10만원) 을 선정해 시상한다. 한전은 작

년 국민제안 공모를 통해 노년층을 위한 어르신용 맞춤형 청구서 발행,

전기요금 납기일 선택제 확대 등 15개 제안을 우수제안으로 선정하고 전

력서비스 개선에 반영하였다.

이번 국민제안 공모를 통해서도 우수 제안 내용을 전기공급약관 개정

시에 반영하고, 고객을 위한 다양한 서비스 발굴에 활용 하는 등 사용자

와 현장 중심의 서비스를 위해 적극 활용할 계획이다.

한편 한국전력은 국민제안 공모 이외에도 소비자단체와의 간담회, 대

학생 서포터즈 운영 등 고객과 현장 중심의 서비스가 이루어지도록 다양

한 채널을 통해 전기 사용자의 의견을 수렴하고 소통을 강화하고 있다.

2015년 4월호 63

News Brief

산업부, ‘에너지효율 시장 시범사업’ 첫 경매,

149개 프로젝트 발굴

산업통상자원부는 올해 도입한 ‘에너지효율(EE) 시장 시

범사업’ 첫 경매로 78개 사업자, 149개 프로젝트를 선정했

다고 밝혔다.

품목별로는 LED 조명에 44개 사업자, 110개 프로젝트,

인버터에 32개 사업자, 37개 프로젝트, 프리미엄 전동기

에 2개 사업자, 2개 프로젝트를 선정했다.

낙찰된 사업은 금액 기준으로 총 35.3억 원이며, 올해 상

반기 중 투자가 이루어질 전망이다. 이번 경매에는 시범사

업 도입과 사업공고 이후 1달여의 짧은 준비기간에도 불구

하고 관련 업계의 노력으로 경제성이 우수한 많은 프로젝

트가 발굴된 것으로 평가된다.

1차 경매로 선정된 감축물량은 총 18.8 메가와트(MW)로

‘15년 시범사업에서 계획된 감축물량인 28메가와트(MW)

의 67%에 달한다.

입찰 금액은 품목별로 차이가 있으나 LED 조명의 경우

에는 많은 프로젝트가 낮은 가격으로 입찰하여 경쟁이 치

열했다. 이를 통해, 그 간 정부의 LED 조명에 대한 활성화

정책이 어느 정도 효과를 나타내고 있으며, LED 조명산업

이 성숙단계에 진입하고 있는 것으로 평가된다. 프리미엄

전동기는 다른 품목에 비해 사업장 발굴과 투자 의사결정

에 긴 시간이 소요되어 2개 사업만 발굴되었다.

산업부와 에너지관리공단·한전은 낙찰된 사업을 6월까

지 투자가 이루어지도록 지원할 계획이다. 투자와 동시에

LTE 통신망을 활용해 실시간으로 감축량을 측정할 수 있

는 장비가 설치되어 하계기간 중 성과를 평가하게 되며,

한번 설치된 장비는 최대 2년까지 데이터를 수집하게 된

다. 이런 대규모 실시간 계량검증은 국내외에 사례가 없는

것으로, 효율 자원의 신뢰성 향상에 크게 기여할 것으로

기대된다.

2차 경매에서는 사업참여율 제고를 위해 프리미엄 전동

기의 최소 참여물량이 기존 30kW에서 20kW로 하향 조정

되는 등 1차 경매 결과에 따른 보완사항을 반영한다. ❖

■ 산업부는 연중 새로운 프로젝트가 발굴될 수 있도록

경매를 실시하고, 한편으로 새로운 에너지효율 품목을

발굴하여 시범사업을 지속 확대해 나가기로 했다.

64

<에너지효율 시장 시범사업 1차 경매 현황>

품목 사업자수(개) 프로젝트수(개) 신청액(억원)

LED 조명 44 110 20.7

인버터 32 37 13.3

프리미엄 전동기 2 2 1.3

합계 78 149 35.3

품목 ‘15년 시범사업에서 계획된 감축물량 1차 경매로 선정된 감축물량

LED 조명 11MW 이상 12.5MW

인버터 10MW 이상 6.0MW

프리미엄 전동기 7MW 이상 0.27MW

합계 28MW 이상 18.8MW

<계획대비 1차 경매 감축물량>

중기청, 15년 재창업기업 R&D개발사업 시행

중소기업청과 중소기업기술정보진흥원은 기술력이 우수

한 재창업 기업을 선정하여 기술개발을 지원하는 ‘15년 재

창업기업 R&D개발사업을 시행한다고 밝혔다.

이 사업은 사업실패에 따른 신용상의 문제로 각종 기술개

발지원사업에서 배제되어, 재기를 위한 신기술 제품개발에

어려움을 겪고 있는 재창업 기업의 애로를 해소하기 위한 목

적으로 추진하는 것으로 과제당 지원금액은 최대 1.5억원(정

부지원금 총 사업비의 90%이내), 개발기간은 1년 이내로써,

자금력이 부족한 재창업 기업에게 도움이 되는 사업이다.

신청자격으로, 주관기관은 사업실패 이후 신기술 제품

개발을 준비하는 재창업 중소기업(7년 이하) 또는 지원결

정 이후, 1개월 이내 법인 설립이 가능한 예비창업자 등의

조건을 충족하는 기업이며, 공동개발기관은 재창업기업의

우수 아이디어 기술의 공동연구를 통해 시제품 개발 지원

이 가능한 중소기업이다.

특히, 금년부터는 우수기술이나 아이템을 보유하고 있으

면서도, 재창업기업의 사업계획서 작성 및 기술기획의 능

력 부족으로, 정부 R&D사업에 접근이 힘든 재창업 기업의

특성을 반영하여, 전문기관의 멘토를 지원함으로써, 우수

기술력을 보유한 재창업 기업의 R&D사업 지원이 한층 탄

력을 받을 것으로 보인다.

금년도 중소기업 재창업기업 R&D개발사업은 4월2일

부터 5월7일까지 중소기업청 기술개발사업 종합관리시

스템(www.smtech.go.kr)에서 온라인으로 신청을 받

고, 선정평가 등의 절차를 거쳐 최종지원대상을 확정할

계획이다. ❖

국내 연구진, 공기방울 움직임 이용해 전기에너지

생산하는 기술 개발

국내 연구진이 공기방울의 움직임을 이용해 전기에너지

를 생산하는 기술을 개발하여 친환경 재생에너지 생산에

기여할 것으로 기대된다.

단국대 송영석 교수가 주도하고 서울대 윤재륜 교수가

참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구

사업(신진연구자지원)의 지원으로 수행되었고, 연구결과

는 에너지 분야의 권위지인 나노 에너지(Nano Energy) 1

월호 표지 논문으로 게재되었다.

연구팀은 끓는 물이나 떨어지는 폭포수, 탄산 음료 등 일

상 생활에서 흔히 볼 수 있는 공기방울을 자기유체(전기가

흐를 수 있는 액체)에 넣어 전자기장 변화를 줌으로써 친

환경 에너지 생산이 가능하다고 밝혔다.

자기유체는 나노(10억분의 1미터)크기의 산화철이 분산

되어 있어 외부 자기장에서는 마치 고체 자석처럼 바뀌게

된다. 이러한 자기유체에 공기방울이 지나가면 산화철 입

자가 움직이게 되고 이에 따라 자기장도 변하게 되며, 전

자기장의 변화는 전자를 유도하게 되어 전기 에너지를 생

산하게 된다.

석탄과 같은 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공

해 에너지인 태양열(광)·풍력·수력·지열 등은 환경 파

괴, 복잡한 장치 및 낮은 효율 등이 문제였다. 그러나, 이

번 기술개발은 자기유체에 공기방울을 주입하는 환경에

영향을 전혀 주지 않고 매우 간단한 방법을 활용하여 에너

지를 얻을 수 있는 친환경 신재생에너지이다.

송영석 교수는 “이 기술은 공기방울을 이용해 에너지를 얻을

수 있는 새로운 전기에너지 생산법으로, 향후 친환경 재생 에

너지원으로 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. ❖

LS산전, 효율 높이고 염분에 강한 해양 태양광 모듈 출시

LS산전이 국제 그린에너지 엑스포에서 글로벌 수상 태

양광 시장 공략을 위해 개발한 단결정 265W 고효율 내염

2015년 4월호 65

News Brief

모듈을 최초 공개 했다.

이번에 공개한 ‘해양전용 단결정 265W 내염 모듈’은 특수

도금 처리로 염분에 의한 부식을 막는 동시에 모듈 효율은

16.45%를 구현한 고효율 제품이다. IEC(국제전기기술위원

회) 염수분무 테스트(Salt Mist Level6)와 TUV(유럽연합 안

전규격) 인증을 획득하며 내염 성능을 공식 인정받은 모듈

로, 폐염전, 바닷가 인근 지역에서도 설비 부식 걱정 없이 높

은 출력을 낼 수 있다.

LS산전 측은 “해양 모듈 신제품은 내염 성능이 획기적으로

강화된 데다 효율이 높아 동일 출력 대비 모듈 크기가 줄어

설치비도 절감시키는, 일석삼조의 장점을 지녔다”며 “고성

능 . 고효율 제품 외에도 각 환경에 차별화된 솔루션을 대거

공개해 저유가로 인해 위축된 국내 태양광 시장을 적극 공략

할 것”이라고 말했다. ❖

중기청, 뿌리기업 첨단화에 두 팔 걷어

중소기업청은 뿌리기업의 연속공정 자동화 구축을 지원하

여 생산성 향상 및 작업환경이 개선될 수 있도록 ‘2015년 뿌

리기업 자동화·첨단화 지원사업’을 추진한다고 밝혔다. 이

를 위해 중기청은 개발기간 최대 1년, 1억원 한도(총 사업비

의 최대 50%)로 총 20억원을 지원할 계획이며, 4월 24일까

지 신청을 받는다.

이 사업은 ‘13년부터 산업부에서 추진하던 사업을 ‘15년부

터 뿌리기업 육성을 위해 중소기업청으로 이관되었으며, 뿌

리기업의 현실을 반영한 정부 지원금 조정 등 현장 중심 생

산혁신형 사업으로 개편되었다. 특히, 올해 사업은 중기청

(뿌리기술 자동화·첨단화 지원사업)과 산업부(ICT융합 스

마트공장 보급·확산 지원사업) 간 협업을 통해 뿌리공정의

연속공정 자동화는 물론 공장의 스마트화까지 확대 지원한

다.

이는 자동화·첨단화를 통해 공정개선의 하드웨어는 구축

되었으나, 공장전체와 연결된 DB관리와 공정최적화시스템

등이 부족하여 생산성 향상 극대화에 한계점을 보완하는데

두 사업간 연계 배경이 있다.

중소 뿌리기업 지원을 확대하고자 1억원이내 규모로 20개

사에 자동화·첨단화를 지원 할 예정이며, 스마트 공장 보급

확산 사업과 연계 시 최대 2억원을 지원할 계획이다.

‘뿌리기술 자동화·첨단화 지원사업’ 참여기업 중 8개를 선

정하여 산업부의 ‘ICT융합 스마트공장 보급·확산 지원사업’

을 통해 뿌리기업의 공장운영(MES), 제품개발(PLM), 공급

사슬관리(SCM), 솔루션 연동 자동화 장비 등의 구축을 지원

해 나갈 예정이다.

본 사업에 대한 공고는 중기청(www.smba.go.kr) 및 국가

뿌리산업진흥센터(www.kpic.re.kr) 홈페이지에서 확인 할

수 있다. ❖

특허청, 누전 차단기 관련 특허출원 크게 증가

산업용 및 가정용 전기설비의 파손, 전기감전, 전기화재 등

전류의 누설에 의해 발생하는 재해를 예방하기 위한 ‘누전

차단기’ 관련 특허출원이 크게 증가하였다.

‘누전 차단기’ 관련 특허출원은 2010년 143건에서 2014년

265건으로 5년간 연평균 16.7%의 꾸준한 증가율을 보이고

있으며, 이러한 특허출원 증가는 사람의 손길이 잘 미치지

않는 장소에 설치되는 전기설비의 누전 피해를 최소화하기

위한 기술개발 노력의 결과이다.

누전 차단기는 전기설비에 공급되는 전기가 규격 범위를

벗어났을 때 자동적으로 차단하는 전통적인 기술을 채용하

면서, 정보통신기술(ICT)을 이용하여 스마트 기능을 융합한

‘스마트 누전 차단기’로 진화하고 있다.

‘스마트 누전 차단기’ 관련 기술로는, 누전차단 원인이 해

소되면 자동적으로 원상태로 복귀하는 기술, 통신을 이용하

여 원격지에서도 누전 차단기를 제어할 수 있는 기술, 누전

및 단락 등 송배전 선로의 상태정보를 모니터링 하는 기술

등이 있다.

‘스마트 누전 차단기’ 관련 최근 5년간 특허출원은 전체 누

전 차단기 특허출원의 약 27.5%에 불과하지만, 특허출원의

연평균 증가율은 24.3%로 일반 누전 차단기의 13.7%를 크

게 상회하고 있다. 선로의 상태정보를 모니터링하여 재해를

예방하고, 전기 절약을 위한 불필요한 전기 공급을 차단하

며, 인건비 절감을 위한 핵심장치로서 누전 차단기를 주목하

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고 있기 때문인 것으로 분석된다. 하지만, 국내 기업의 스

마트 누전 차단기와 관련된 기술의 해외특허 확보 노력은

매우 저조한 것으로 드러났다. 국내 특허출원이 해외 특허

출원된 경우를 살펴보면, 일반 누전 차단기는 내국인 특허

출원의 14.6%가 해외에도 특허출원되는 반면, 스마트 누

전 차단기는 8.6%만 해외에 특허출원되고 있는 것으로 조

사되었다. 스마트 누전 차단기 기술은 2010년대 초반까지

는 스마트그리드 세계시장이 충분히 성숙되지 않아 스마

트 누전 차단기 기술을 보유한 국내기업들이 해외출원에

관심을 덜 가졌던 것으로 보인다.

중국·미국·유럽을 중심으로 스마트그리드 투자가 본

격화됨에 따라 스마트 누전 차단기 제품에 대한 수요는 크

게 증가할 것으로 전망 (2018년 차단기 수요는 약 16.6조

원) 되는 만큼 우리나라 기업들이 협소한 국내시장에만 안

주하지 말고, 해외시장 진출을 위한 초석으로 해외 특허출

원도 활발히 하여 특허권 확보에 적극적으로 나설 필요가

있다.

특허청 관계자는 “ICT 분야는 NPE(특허관리전문기업)에

의한 특허분쟁이 빈발하고 있어 ICT가 융합된 스마트형

누전 차단기도 국제 특허분쟁에 대비하여야 한다”며, “국

내에 출원된 우수한 발명을 해외에도 출원하여 권리화하

면 외국에서의 스마트그리드 사업에 참여할 좋은 기회를

가지게 될 것이다”라고 밝혔다. ❖

에관공, 산업단지 온실가스 감축을 위한 지원사업 시행

에너지관리공단이 이달 6일부터 22일까지 산업·농공단

지의 온실가스 인벤토리 구축, EnMS(에너지관리시스템)

도입, 공동이용설비(공동 수배전반, 가로등ㆍ보안등 등)

효율향상 등 감축 아이템을 발굴ㆍ지원하는 ‘산업단지 온

실가스 감축지원 사업’ 신청 접수를 받는다.

총 9억원의 예산이 투입되는 ‘산업단지 온실가스 감축지

원 사업’은 온실가스 다배출 업종ㆍ업체가 입주하고 있는

산업ㆍ농공 단지를 대상으로, 개별 업체가 아닌 산업·농

공단지 전체의 원단위 분석을 실시하고, 그 결과에 따라

지원 대상과 수준을 추후 결정하는 Top-down 방식으로

진행될 예정이다.

지원을 희망하는 산업·농공 단지는 관련서류를 구비

하여 에너지관리공단 기후대책실에 우편ㆍ방문접수 및

E-mail(emtr@kemco.or.kr) 접수를 통해 신청 가능

하다. ❖

LS산전, 인텔리전트빌딩에 스마트그리드 기술 융합한

연구소 구축

LS산전이 기존 인텔리전트 빌딩에 자사 스마트그리드

기술을 융합시킨, 새로운 개념의 연구소를 신축하며 스마

트 에너지 분야 글로벌 R&D 경쟁력 확보에 대한 의지를

재확인했다.

LS산전은 지난달 26일 안양시 동안구 호계동에서 전사 통

합 연구소인 ‘R&D 캠퍼스’ 준공식을 가졌다. R&D 캠퍼스

에는 1MW급 EES(전기에너지저장장치 ; Electrical Energy

Storage), 태양광 발전 시스템, 스마트 콘센트, 자연채광 자

동제어 블라인드, LED 조명, 스마트 미터 등이 적용됐으

며 중앙제어센터(BEMS ; Building Energy Management

System)를 통해 이 같은 장치 각각의 에너지를 하나의 네

트워크로 통합 관리, 제어할 수 있다. 이를 통해 연간 에

너지 사용량 10%, 온실가스 12 TOE(석유환산 톤 ; Ton of

2015년 4월호 67

News Brief

Equivalent)의 감축효과가 있을 것으로 기대된다.

또한 연구원들의 창의적인 연구활동을 위해 부서나 업무에 얽

매이지 않고 원하는 자리를 예약해 이용할 수 있는 변동좌석제,

무선 기반의 사내 통신 네트워크, 소통과 쉼이 존재하는 창조적

인 공간인 크리에이티브 존(Creative Zone) 등을 마련했다.

LS산전 관계자는 “최근 6~7년 동안 어려운 경영환경 속에

서도 지속적이고도 과감한 투자를 단행해온 것은 오직 세계

적인 수준의 기술 경쟁력을 확보하겠다는 의지 때문”이라며

“R&D 캠퍼스 역시 이 같은 확고한 신념의 산물로서 기존 전

력과 자동화 분야는 물론 각 산업 간 융·복합을 통해 미래

기술을 창출하는 스마트 에너지 기술의 요람이 될 것”이라고

설명했다.

한편 LS산전은 주력 사업인 전력과 자동화 시장의 장기

침체 상황 속에서도 2010년 부산 초고압 사업장, 2011년

HVDC(고압직류송전) 부산공장 등을 잇달아 준공하는 등 기

술경쟁력 확보를 위해 지속적인 투자를 하고 있다. ❖

큐라이트, 산업용 고휘도 LED 조명등 출시

큐라이트는 휘도 및 수명을 대폭 향상시킨 산업용 고휘도

LED 조명등 ‘QPL / QPHL 시리즈’를 새롭게 출시했다고 밝

혔다.

QPL / QPHL 시리즈는 기존 제품을 리뉴얼한 신개념 ‘산

업용 LED 조명등’으로, 고휘도 LED를 적용하여 사용공간

에 강력한 조도 제공이 가능하며, 방열효과가 우수한 알루미

늄 재질의 방열판을 사용하여 LED의 조도를 안정적으로 유

지할 수 있어 다양한 분야에서 사용할 수 있다. 또한 슬림형

제품으로 좁은 공간에서 사용할 수 있으며, 소비전력이 낮아

유지관리가 용이하다.

특히 적외선과 자외선이 배제되어 태양광과 유사한 조명 기

능을 발휘하며 수직 방향의 조도를 개선하였고, 옥외형(IP65)

구조의 제품을 사용자 주문사양으로 제작할 수 있다.

큐라이트는 신제품 LED 조명등에 대한 UL, CE 인증을 획

득하는 등 품질 및 기술력을 검증 받아 국내는 물론 미국과

중국의 현지법인과 28개국의 해외유통망을 통해 글로벌 서

비스 체계를 구축하고 있다. 최근에는 기계장비 및 제어 판

넬 등에 주로 사용하는 산업용 LED 조명등을 출시하여 두

산인프라코어, 한화테크엠, 현대자동차 등 국내 유수 업체에

공급하고 있다. ❖

플리어 시스템, 건물 및 전기 검사용 초소형 열화상

카메라 출시

플리어 시스템 코리아는 주머니에 휴대할 수 있는 초소형

에 완전한 기능을 갖춘, 건물 및 전기 검사/진단 전문가용

FLIR C2 열화상 카메라 신제품을 출시했다고 밝혔다.

FLIR C2는 건물에서 에너지가 손실되고 있는 부분, 구조

적인 결함, 배관 문제 등 눈에 보이지 않는 숨어 있는 문제점

을 즉시 탐지할 수 있도록 열 패턴을 보여준다.

FLIR C2는 크기가 작고 두께도 얇아 주머니에 휴대할 수

있으며, 현재 시판되고 있는 제품 중 가장 사용이 편리한 것

이 특징이다. 건축가, 지붕 시공업체, 주택 보험업체 등은 물

론, 전기기사와 부동산 업체도 전혀 부담 없이 가지고 다니면

서 필요할 때마다 사용할 수 있다. 밝고 사용이 간편한 터치

스크린과 자동 방향 표시 기능을 탑재하고 있으며, 제품을 안

전하고 보호할 수 있는 견고한 케이스도 제공된다.

68

C2는 FLIR의 특허인 LeptonⓇ 마이크로 열 디텍터를 사

용하고 있으며 4,800 픽셀의 분해능으로 미세한 열 패턴

과 온도 차이를 정확하게 검출하여 눈으로 확인할 수 있게

해준다. 렌즈는 광각, 고정 촛점식으로서 건물진단에 필요

한 넓은 면적을 동시에 검사할 수 있는 성능을 제공한다.

또한 조명용 작업등과 플래시를 내장하여 건물 내부의 어

두운 곳에서도 불편함 없이 정상 작업이 가능하다. 또한

MSXⓇ 실시간 화질개선 기술을 적용하여 열화상의 선명도

와 가독성을 극대화했다. MSX 화질 개선 기술은 내장된

실화상 카메라가 제공하는 디테일을 열화상에 합성하여

대상을 실화상처럼 뚜렷하게 볼 수 있도록 해주는 첨단 기

술이다. 실화상의 글자, 숫자, 질감 등 세부적인 모습을 열

화상 위에 추가하는 것이 이 기술의 핵심이다. 또한 C2에

내장되어 있는 작업등은 실화상 카메라가 밝고 선명한 실

화상을 촬영할 수 있도록 해준다.

이 제품은 목표물을 향해 버튼을 누르기만 하면 완전한

촬영이 가능하며, 촬영한 이미지는 버튼 하나로 라디오메

트릭 JPEG 이미지로 저장된다. 저장된 이미지는 무료로

제공되는 FLIR Tools 소프트웨어를 사용하여 PC로 다운

로드 할 수 있으며, PC에서 이미지 레벨, 온도 측정치 분

석, 컬러 팔레트 변경 등의 이미지 처리를 마친 후 보고서

를 작성할 수 있다. ❖

국표원, 화재·감전 위험 있는 LED 등기구 등 리콜명령

주요부품이 변경되어 화재나 감전의 위험이 있다고 확인

된 발광다이오드(이하 LED) 등기구 43개, LED 램프 8개

제품이 보상(이하 리콜)명령 조치했다.

국가기술표준원은 LED등기구, LED램프, 코드, 절연전

선, 케이블 등 196개 전기용품을 대상으로 안전성 조사를

실시한 결과 소비자 안전을 위협할 수 있는 51개 제품에

대해 리콜명령 했다. 이번에 리콜명령을 받은 LED 등기구

와 램프 51개 제품 대부분은 사업자가 가격경쟁력 등의 이

유로 주요부품(컨버터, 전류퓨즈 등)을 변경하거나 누락한

채 제조하여 사용시 화재나 감전의 위험이 있는 것으로 나

타났다.

LED 등기구 22개 제품은 충전부가 신체에 접촉되면 감

전될 수 있으므로, 충전부는 드라이버 등의 공구를 이용해

서 열 수 있는 구조로 제작되어야 함에도 불구하고 발광부

를 보호하는 등기구 커버가 손으로도 쉽게 열 수 있는 구

조로 되어 있어 사용할 때 감전의 위험이 있다. 또한 LED

등기구 12개 제품은 주요부품이 내장된 케이스(외곽)에 감

전보호 장치가 연결되어 있지 않아 제품에 사람의 손이 닿

으면 감전될 수 있다.

LED램프 2개 제품은 발광부의 온도가 기준치를 초과하

여 화재의 우려가 있는 것으로 나타났다.

이번 조사 결과 불법·불량 LED제품이 많이 적발됨에

따라, 국표원은 법 개정을 통해 처벌수위를 강화하고 유관

기관과 공동으로 불법·불량 LED제품을 집중 단속하기

로 했다. 정상적으로 인증을 받은 후 고의로 부품을 변경

해 제조하는 경우에는 현재의 리콜명령과 인증취소 처분

에 그치지 않고 형사처벌까지 할 수 있도록 4월 임시국회

에서 「제품안전기본법」을 개정 추진하고 LED등기구를 직

류전원장치, 컴퓨터용 전원공급장치, 형광등용 안정기, 멀

티콘센트 등 과 같이 중점관리대상으로 지정하여 연중 1회

실시하던 안전성조사를 분기별로 확대 실시할 예정이다.

한다. 또한 금년 2분기중 경찰청과 합동으로 LED 불법·

불량제품 제조공장을 단속하고 소비자단체, 지자체와 공

동으로 전국단위 점검를 연중 실시할 계획이다.

국표원은 이번 리콜제품에 대한 정보를 제품안전정보센

터(www.safetykorea.kr)에 공개하고, 위해상품판매차단

시스템에 제품바코드를 등록하여 전국 대형 유통매장에

서의 판매를 즉시 차단하기로 했다. 또한 이번 리콜조치

와 관련하여 소비자들은 해당제품의 제조?수입?판매사업

자에게 수거 및 교환을 해줄 것을 적극 요구할 필요가 있

으며, 수거되지 않은 제품 발견하면 국표원(043-870-

5427,5424) 또는 한국제품안전협회(02-890-8300)로 신

고해 달라고 요청했다. ❖

2015년 4월호 69

해외

뉴스

클라우드를 통한 전력망 데이터의 실시간 분석

전력수요의 변화에 적응하고 전력망 과부하나 다른 문

제들을 피할 수 있는 유연 시스템을 갖춘 스마트그리드

는 에너지비용을 낮추고 정전을 줄이는 역할을 한다. 그

러나 동시에 해결과제도 있는데, 중앙집중형 발전 형태

에서 분산형 시스템으로 변화하면서, 발전소에서 나오

는 방대한 센서 데이터를 효율적으로 전송하고 실시간

으로 분석할 수 있어야 한다. North Carolina 주립대 연

구진들이 이끄는 한 팀은 North Carolina대의 RENCI

(Renaissance Computing Institute) 및 일리노이스대

(University of Illinois)의 연구진과 함께 클라우드 컴퓨팅

자원을 이용하여 PMU(위상측정기)라고 불리는 센서 수천

개의 스마트그리드 데이터를 분석하고 있다. PMU는 송전

망에 걸쳐 배치되어 있으며, 풍력터빈, 태양광 패널을 포

함하여 광범위하게 설치되어 있는 발전소들을 연결한다.

이 연구는 NSF(National Science Foundation)의 사

이버-물리 시스템 프로그램에서 지원을 받고 있고,

ExoGENI라고 불리는 또 다른 NSF 프로젝트를 통

해 개발된 자원들을 활용하고 있다. RENCI가 이끄는

ExoGENI 테스트베드는 계산, 저장, 네트워크 역량을 개

방형 클라우드 컴퓨팅 및 동적회로섬유(dynamic circuit

fabrics)와 결합하여 복잡한 과학적 및 네트워크 공학 문

제들을 해결하기 노력하고 있다. ExoGENI를 통해 연구

진은 실시간 센서 데이터를 온디맨드(on-demand) 가상

컴퓨팅 자원과 연결시킨다. 고속의 네트워크를 통해 데

이터는 컴퓨팅 자원과 연결되어 실시간으로 분석하고 가

시화한다.

현재 단지 GENI 인프라를 이용해야만 가능한 그 절차

는 언젠가 스마트그리드를 모니터링하고 문제들을 해

결하는 표준 방법으로 자리매김할 것으로 기대된다. 연

구진은 전력시스템 데이터를 처리, 분석, 모니터링하는

방법이 기존의 중앙집중형 방식 대신 분산형 아키텍처

를 이용할 수 있음을 보여주고 있다고 강조한다. 이 프

로젝트는 실시간으로 전력망의 상태를 모니터링하고 분

석하기 위한 실험적 시스템으로서 2013년 시작되었다.

2013년 US Ignite Application Summit에서 연구진은

GENI가 센서 데이터를 전송하는데 어떻게 이용될 수

있는지를 보여주는 기술검증(proof-of-concept) 실험

을 시연하였다. 이 실험은 2013년 및 2014년 US Ignite

Application Summits에서 에너지 및 지속가능 부문에

서 최고 응용분야로 선정되었다.

ExoGENI가 시연한 분산된 센싱, 통신, 클라우드 컴퓨

팅 아키텍처 관련 과학 발전은 또한 보다 지능적인 운송

인프라 구축에 있어서도 중요한 역할을 할 것이며, 효율

적인 제조 시스템 구축에서도 중시될 것이다.

연구진은 현재 그 테스트베드를 광역의 전력망 제어

를 위한 폐쇄고리(closed-loop) 센싱 및 제어 시스템으

로 확장하는 중이다. 연구진은 Southern California대의

Information Sciences Institute와 협력하여 전력망에 대한

사이버 공격이 발생했을 경우 이를 탐지하고 초기 대응할

수 있는 프로젝트를 시작할 예정이다. 연구진은 북아메리

카 지역의 전력망에서 위상측정기의 수가 향후 5년간 기하

급수적으로 증가할 것으로 예상하고 있다. 이에 분산형 데

이터 처리 아키텍처와 같은 기술이 전력망 상태를 모니터

링하고 제어하며, 궁극적으로 문제를 해결하는 부분에 있

어 핵심 수단이 될 것으로 내다보고 있다. ❖

유럽, 재생에너지 확대를 위해 전력인프라의 지능화 필수

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유럽의 전력망 소유주들은 유럽 전력의 가정에 청정에너지

를 공급할 수 있기 위해서는 새롭고 첨단의 네트워크를 구축

해야 하고, 이에 보다 많은 투자 및 새로운 규제체계가 필요

함을 역설하였다. 특히 유럽이 재생에너지 및 탄소배출 목표

를 달성하고자 한다면, 태양광 및 풍력에너지의 간헐적 출력

을 조정할 수 있는 소위 스마트그리드가 중요하다고 말한다.

수십년간 가정에 전력을 공급해왔던 저압 및 중압 전압 네

트워크는 낮은 수준의 기술이고 단방향 케이블이다. 그러나

유럽 재생에너지의 90%는 현재 그러한 시스템을 통해 연결

되어 있다. 시민들이 직접 전력을 생산하고 소비하는 상황에

대비하기 위해서는 배전시스템 운영자(DSO)가 양방향 전력

흐름을 관리할 수 있어야 할 것이다.

프랑스의 ERDF(전력회사 EDF의 배전망 부문 업체)는

2013년 30억 유로를 자사의 네트워크 업그레이드에 투자하

였다. 그러나 이러한 투자는 전기요금을 가능한 한 낮은 수

준으로 맞추고자 하는 규제체계 하에서는 매우 드문 투자에

해당한다. 유럽집행위원회(EC)도 이러한 문제를 인식하고

있다. 세계에너지기구(IEA)는 2014년과 2015년 사이 유럽

연합이 전력망에 4,130억 달러를 투자할 것이라고 발표하였

는데, 그 중 3/4은 배전망에 투자될 것이다.

그러나 필요한 투자가 이루어진다고 할지라도, 대체로 공

공소유 형태에 속하는 배전시스템운영업체들은 고객에게 청

구할 수 있는 요금에 대해 엄격한 규제를 받고 있다. 이에 신

규 스마트그리드 투자에 대해 수익을 얻을 수 있도록 규제

를 변화해야 한다고 주장한다. 유럽의 배전망은 고도로 구분

되어 있고, 국가적 관점보다는 지역적 관점에서 구축되어 있

다. 모든 국가들을 거쳐 전력을 전송하는 고압선을 운영하는

송전시스템운영업체(TSO)들은 인프라 투자펀드에서 투자를

적극 유치하고 있다. 그러나 배전망은 시에서 운영하는 경우

가 많고, 민간 투자를 거의 받지 못하고 있다. 그들의 투자수

익은 전기요금에서 비롯되는데, 그 전기요금에 대해서는 통

제권이 없는 것이다.

이러한 체제는 유럽연합의 2009년 언번들링(unbundling)

입법 결과이다. 이 제도는 전력회사로 하여금 그들의 네트워

크를 분할하도록 하였고, 독립 전력망 운영업체들은 모든 발

전업체에 동등한 전력망 접속권을 부여하도록 하였다. 배전

망 업체들은 유럽연합 에너지 부문 위원장 Arias Canete에

국가 규제기관들이 네트워크 요금을 인상하여 배전망 업체

들의 신규 투자재원을 조성할 수 있도록 요청하였다. 그러나

규제기관들은 소비자를 보호해야 하는 임무를 갖고 있기 때

문에 요금을 인상하는 것에 대해 반대 입장을 보이고 있다.

네트워크 요금을 인상하는 대신 취할 수 있는 조치는 배전

망 업체들이 새로운 전력네트워크 관련 사업에 참여하는 것

이다. 현재 많은 업체들이 그렇게 하고 있기도 하다. 그들은

전력저장, 수요반응, 전력 관리, 전기자동차 충전소 등의 사

업활동이 그들의 네트워크 안정성 향상에 필요하다고 말한

다. 그러나 이 역시 투자 결핍에서 자유로울 수 없다. 출력

변동성이 심한 태양광 및 풍력발전에 대응하기 위해서는 대

용량 배터리 또는 양수발전소를 통한 전력저장이 특히 중요

하다. 그러나 많은 국가들이 전력저장을 발전으로 보고 있어

네트워크 운영업체들이 참여하기가 쉽지 않다. 이에 배전망

업체들은 시장 개방을 요구하고 있다.

전력망 운영업체들은 그러한 신규 활동들이 그들한테 법적

으로 요구되는 망중립성 원칙을 해칠 수 있다는 사실도 인정

한다. 그러나 또한 그들의 투자가 이러한 시장 발전을 촉진

하여 신규 민간 사업자들이 등장할 수 있다고도 주장한다.

가장 큰 효과를 보일 수 있는 분야는 전기자동차 충전소 시

장이다. 현재 소비자들은 전기차 충전소가 부족하여 전기차

구매를 꺼려하는 경향이 있다. ❖

2014년 Idaho Power 수요반응 효과, 전년 대비 33% 증가

미국 아이다오주 남부와 오리건 동부에서 전력사업을 하

고 있는 Idaho Power는 자사의 수요반응 프로그램이 참여

고객들의 에너지비용을 상당 부분 절감하였다고 아이다오주

공공유틸리티위원회(Idaho Public Utilities Commission)에

보고하였다. Idaho Power에서 발간한 보고서에 따르면, 이

2015년 4월호 71

전력회사의 2014년 수요반응 프로그램에 참여한 고객들

은 평균 2013년 에너지비용 절감 대비 33%가 더 높은 수

준의 에너지비용 절감 효과를 봤다. Idaho Power의 수

요측 자원관리 프로그램에는 전반적인 전력사용을 줄이

고자 하는 고객들과 이 전력회사의 수요반응 프로그램에

참여하는 고객들이 함께 포함되었다. 전체적으로 고객들

은 2014년 프로그램을 통해 거의 12만 MWh를 절감하였

다. 참고로 2013년에는 8만9천 MWh를 절감하였다.

Idaho Power 측은 에너지를 절감하고 고객들이 에

너지를 현명하게 사용하는데 있어 성공적인 한 해였다

고 자평하고 있다. 보고서는 또한 회사 내의 미래 수요

반응 계획을 공개하였다. 그들의 세 가지 수요반응 프로

그램(에어컨 냉방 크레디트, 관개용수 피크절감 보상,

유연한 피크 관리)을 통해 총 수요절감 용량은 378MW

에 달하였다. Idaho Power 인센티브 외에 고객들은

NEEA(Northwest Energy Efficiency Alliance) 프로그

램에도 참여할 수 있다. 이 프로그램은 Idaho Power가

부분적으로 재원을 지원하고 있다. NEEA 프로그램을 통

한 에너지 절감량을 고려하면, 고객들의 절감량은 2013

년 109,506MWh에서 2014년 138,670MWh로 확대되었

다. 이를 비용으로 환산하면 대략 650만 달러 규모이다.

Idaho Power는 부하제어(load control) 프로그램을 시작

했던 1945년도 이후부터 수요측자원관리 프로그램을 지

속해왔다.

수요반응(Demand Response)은 전력 수요가 공급을

초과하지 않도록 함으로써 전력망의 안정을 꾀하는 방식

으로서, 미국의 경우 전력회사들이 다양한 종류의 수요

반응 프로그램을 전력소비자들에게 제공하고 있다. 지

난 10년간 전력회사들과 전력망 운영업체들은 신기술들

을 채택하여 보다 진보적인 수요반응 체제를 구축해왔

다. 결과적으로 전력 전달 산업에서 사업을 펼치고 있는

3,400개 이상의 에너지 공급업체들에 의해 수요반응 프

로그램이 번성하는 기회를 얻었다.

미국 이외의 국가들에서는 수요반응 프로그램이 그렇게

까지 활성화되지 않은 상황이다. 유럽, 아시아, 중동 및

아프리카 지역의 일부 국가에서 수요반응 프로그램이 운

영되고 있다. 그러나 점점 더 많은 전력회사와 전력망 운

영업체들이 수요관리 전략을 수용해감에 따라 수요반응

자원 프로그램이 확산되는 추세이다. 오늘날 캐나다, 영

국, 프랑스, 이탈리아, 호주, 뉴질랜드, 한국, 남아프리카

공화국의 전력회사 및 전력망 운영업체들은 전력소비자

들에게 공식적인 수요반응 프로그램에 참여할 수 있는 기

회를 제공하고 있다.

Navigant Research의 2013년 보고서(Demand

Response Tracker)에 따르면, 수요반응 프로그램이 각

자 다른 목적을 가진 네 개의 시장 모델로 구분될 수 있

다. 첫째, 용량(capacity) 시장이다. 목적은 충분한 용량

을 공급하여 전력망을 안정화하는 것이다. 이 용량은 최

대전력(peak load)을 줄임으로써 얻어진다. 둘째, 경제

(상시) 시장이다. 경제 시장에서 프로그램 참여자들은 전

기요금이 높을 때 전력소비를 줄이는 동기를 부여받게

된다. 셋째, 부가서비스 시장이다. 부가서비스 시장은 계

통운영의 안정성을 위한 주파수 조정 등에 수요반응 자

원을 이용하는 시장이다. 넷째, 에너지거래 시장이다. 프

로그램 참여자들은 자발적으로 가격 신호에 따라 그들의

에너지 사용을 줄이고 그 대가로 전기요금을 절약하거나

도매요금 수준에 따라 프리미엄을 지불받는다. 보고서에

따르면, 전 세계적으로 1,342개 이상의 수요반응 프로그

램이 존재한다. 이 프로그램들 중 거의 95%는 북아메리

카 지역에서 제공되고 있다. 전 세계적으로 용량 및 경제

시장 목적에서 제공되는 프로그램들이 각각 732개, 585

개로 대부분을 차지하고 있다. ❖

Central Maine Power의 스마트그리드 포털 방향

ㅋ

미국 동북부에 위치한 메인(Maine)주는 스마트그리드

미래를 향해 의미 있는 움직임을 보였는데, 바로 해당 지

역 전력회사인 Central Maine Power가 고객들에게 스

72

해외

뉴스

마트그리드 포털을 제공할 계획을 발표하였다. 이 포탈은 고

객들을 에너지공급자와 연결하는 온라인 시스템으로 고객들

의 자신들의 에너지사용을 보다 잘 이해할 수 있게 해주는

역할을 한다. Central Maine Power의 계획 이후, 한 메인

주 워킹그룹은 그 포털에 대한 보고서를 발표하였다.

스마트그리드 포털의 목표는 일반 가정 및 소매업체 등의

고객을 위한 것으로 그들의 에너지사용 정보를 공유할 수 있

게 한다. 또한 에너지 공급업체들로 하여금 그 에너지사용

정보를 토대로 특정 고객이 그들의 에너지 사용을 줄이고 월

별 전기요금을 줄일 수 있도록 서비스를 할 수 있게 한다.

CDD(Customer Data Dissemination, 소비자 데이터 확

산) 워킹그룹은 보고서에서 Central Maine Power의 포털 계

획에 대해 권고안을 담았다. 보고서는 고객 계약뿐만 아니라

포털 디자인과 프로세스를 담고 있다. 포털은 현재 Central

Maine Power의 에너지 관리서비스 및 온라인 시스템과 차

별화된 서비스를 제공할 것이다. 고객 사용 정보는 에너지사

용이 일어날 뒤 30~54시간 사이에 공급자들이 확인할 수 있

다. 그러나 공급자들은 90일 이상된 정보는 사용할 수 없다.

공급자들이 고객 정보를 얻기 위해서는 Customer Market

시스템에 가입해야 하고, 공급자 조건에 동의해야 한다. 고객

들은 언제든지 탈퇴할 수 있으며, 탈퇴 이후에는 더 이상 공

급자들에게 개인정보가 제공되지 않는다.

여러 계량기를 가진 한 고객에 대해서는 통합 부하를 반

영할 것이며, 고객의 에너지 사용 기록이 첨단계량인프라

(AMI) 설치 이후부터 저장되어 볼 수 있게 될 것이다. 모든

고객은 Customer Market Portal에 가입할 수 있고, 그들

의 데이터를 공급자에게 보여줄 수 있다. 단 AMI를 설치하

지 않은 고객들은 제외하고 있는데, 향후 AMI를 설치할 경

우 이 서비스를 받을 수 있게 된다. Central Maine Power와

CDD 그룹은 포털 운영과 관련한 이슈에 대해 동의하였고,

CMP 그룹은 Central Maine Power의 포털이 2015년 말까

지 운영 개시되기를 희망한다고 발표하였다.

에너지 분야 기업들은 에너지자원을 통합적으로 관리하고

운영의 효율성을 강화하며 고객들이 자신의 전력사용정보

를 직접 확인하고 절감을 유도하기 위하여 에너지포털을 구

축하고 있다. 약 3,000만 대의 스마트계량기를 보급하여 세

계에서 가장 높은 보급 성과를 기록하고 있는 이탈리아 전력

회사 Enel은 가정 에너지 디스플레이를 활용하는 방안을 구

글과 협의한 바 있다. 이 프로젝트는 스마트계량기가 설치된

가정을 구글의 웹 기반 에너지포털에 연결하는 과제를 포함

하였다. 미국 Xcel Energy 역시 웹 포탈을 개장하였다. 그

웹 포탈은 스마트 계량기를 갖춘 소비자들에게 가정 내 에너

지사용을 검토할 수 있게 한다. Xcel Energy는 그 서비스가

자사 고객들에게 에너지소비 전략을 설계하고 개인 선호도

에 맞출 수 있도록 하고 있다. 앞서 언급한 에너지포털은 아

니지만, 미국 에너지부는 포털 기능과 연계하여 스마트그리

드 기술 공유와 관련한 정보를 제공하는 인터넷 정보 센터를

개설했다. 시험 버전이 2010년 7월 7일에 시작되어 기술, 표

준, 법령, 교육 및 성공 사례 등의 정보를 제공하고 있다. 특

히 센서 및 기반설비, 통신장비 등에 사용되는 에너지를 보

다 효율적으로 관리하기 위한 스마트그리드 기술에 관한 정

보도 제공한다.

중국, 2015년 태양광 발전 도입 목표를 15GW로 설정

중국 에너지국은 올해 태양광 발전(PV) 도입 목표를 15GW로

설정하였다. 내역은 유틸리티 규모의 그리드 연계 태양광 발전

이 8GW, 분산형 태양광 발전이 7GW에서 분산형 태양 광발전

의 옥상 태양광 발전이 3.15GW로 되어 있다.

2014년 태양광 발전 도입 목표는 14GW로 그 중 유틸리티

규모의 그리드 연계 태양광 발전이 6GW, 분산형 태양광 발

전이 8GW였다. 실적 통계는 현재 집계 중 최종 결과는 아직

나오지 않았지만, 전체 도입량은 10GW를 밑돌아 분산형 태

양광은 약 2.3GW로 추정되고 있다.

중국 태양광 발전 누적 도입량은 2010년 800MW에 머물

고 있었지만, 2011년에 태양광 발전 매입 제도가 시작되어

이후 2.5GW(2011년), 3.5GW(2012년), 13GW(2013년)와

2015년 4월호 73

도입량이 급속히 증가하여 2013년 말 누적 도입량은 약

19.4GW에 달한다.

중국 태양 전지 산업은 세계 수준의 생산 능력을 가지

도록 성장했지만 생산 능력이 과잉되고, 또한 세계적인

수요 침체와 중국 제품에 대한 미국과 EU의 반덤핑 문제

등에 직면해 있다. 이 때문에 2013년 국무원은 "태양광

산업의 건전한 발전 촉진에 관한 약간의 의견"을 발표하

고 향후 3년간 중국 국내 태양광 발전 도입을 크게 늘릴

계획을 발표했다. 2013년 이후 태양광 발전 도입량의 증

가는 중국 국내 수요 환기의 정책에 의한 바가 크다.

또한 분산형 태양광 발전의 도입을 추진할 방침도 나왔

고, 지난해 9월 기존 6MW 다음의 시설에 한정되어 분산

형 태양광 발전에 대한 우대 정책의 적용 범위를 20MW

까지 넓히는 정책을 발표했다. 이에 따라 농업 부적합 지

역, 해안, 연못 등 지상 설치형, 대형 분산형 태양광 발전

설비 설치가 가능해지고 있다.

올해 1월 중국의 투자 은행인 China International

Capital Corporation(CICC)은 “초상 은행(China

Merchants Bank : CMB) 및 중국 공상 은행(Industrial

and Commercial Bank of China Limited : ICBC)의 지

원도 포함한 분산형 태양광 발전에 대한 국가의 우대 정

책이 주효 분산형 태양 광 발전에 대해서 지난해보다 증

가하고, 그 결과 2015년 태양 광 발전 전체의 도입 목표

량(15GW)을 달성했다”는 예상을 발표하고 있다. ❖

대형 이차 전지 세계 시장 현황

2025년을 향한 수요의 증가가 예상되는 대형 2차 전지

이지만, 특히 차세대 환경 자동차 수출은 선진국을 중심

으로 진행되고 자동차 연비 규제와 배출 가스 규제가 강

화될 예정이며, 대기 오염 문제가 심각해지고 있는 중국

에서도 보급 정책을 내세우고 있기 때문에 EV, PHV 시

장이 확대되고 향후 세계적으로 대폭적인 수요 증가가

예상된다. 또한 “전력 소매 사업 완전 자유화」 「전력 회사

송배전 부문의 법적 분리” 등의 전력 사업 개혁의 진전,

재생 가능 에너지 증가에 따른 계통 안정화 요구의 고조

를 배경으로 전력 저장 시스템을 위한 확대가 기대된다.

■ 대형 2차 전지의 세계 시장

차세대 환경 자동차 분야, 전력 저장 분야, 전력 분야

의 제품에 탑재되는 대형 2차 전지 시장은 향후 각 분야

에서 대폭적인 성장이 예상된다. 2013년 시점에서는 납

전지와 리튬 이온 전지 시장이 크다. 2025년에는 차세

대 환경 자동차 분야와 전력 저장 분야에서 채용되는 리

튬 이온 배터리가 크게 늘어날 것으로 보인다. 차세대 환

경 자동차 분야 수출은 2013년 시점에서는 시장의 45%

를 차지하지만 2025년에는 2013년 대비 10배 이상의 성

장이 예상되고 78%를 차지할 것으로 보인다.

■ 대형 리튬 이온 전지 부재의 세계 시장

양극 활물질이 전체의 36%를 차지하고 있다 (2014 년

예상). 수요 증가가 기대되는 차세대 환경 자동차용으로

는 삼원계 (코발트, 망간, 니켈)와 망간산 리튬에 다른

재료를 혼합하는 타입이 중심이 될 것으로 보인다. 다른

부재는 음극 활물질 및 세퍼레이터 시장이 크다. 부재

시장도 차세대 환경 자동차에 탑재되는 리튬 이온 전지

용을 견인하고 2025년에는 2013년 대비 10배 이상의 시

장이 기대된다. 부재별 점유율은 앞으로도 큰 변화가 보

이지 않고, 각 부재에서 저비용화가 진행될 것으로 예상

된다.

<주목 시장>

● 전력 저장 시스템용 이차 전지

[주택용 축전 시스템]

주택용 축전 시스템에서는 비상 전원용도, 피크 시프트

용도(계통 전력 태양 광 발전 전력)의 도입이 중심이다.

비상 전원용도로는 납전지가 미국의 일부 주와 아시아

등을 중심으로 많이 채용되고 있다. 향후 리튬 이온 전지

의 채택이 늘어날 것으로 보이며, 납전지의 수요는 줄어

들 것으로 예상된다. 피크 시프트용도 및 독립 전원 용

도로는 리튬 이온 배터리가 많이 채용되고 있다. 계통 전

력과 태양 광 발전 전력 피크 시프트 용도의 수요 증가에

따라 향후 성장이 기대된다. 2020 년 이후에는 배터리

팩의 가격 하락 또는 HEMS 및 스마트 미터의 보급, 가

정용 전기 요금 형 DR(수요 반응)의 도입 확대도 순풍이

될 것으로 보인다.

74

해외

뉴스

2015년 4월호 75

[전력 저장 (수요 설치)]

상업 시설·산업 시설·공공 시설 등에 병설되는 고정형

전력 저장 시스템용을 대상으로 한다. 현재 그리 신호음 뉴

딜 기금을 배경으로 도입이 진행된 일본의 공공 시설의 비상

전원 용도, 독일에서의 피크 시프트 용도가 중심이다. 납 전

지와 리튬 이온 배터리가 많이 채용되고 있지만, 일본에서

는 리튬 이온 전지가 주류이다. 앞으로는 피크 시프트 / 피

크 컷 용도로 리튬 이온 전지 전력 저장 시스템의 도입이 진

행될 것으로 예상된다. 특히 미국에서는 보조금 제도와 가변

피크대·실시간 요금제, EMS(에너지 관리 서비스) 벤처 등

의 참가에 의해 2016 년 이후 대폭적인 수요 증가가 기대된

다. 일본에서도 전력 사업 개혁의 진전이나 가변 피크대·

실시간 요금제의 도입 확대가 진행되는 2020년 이후 대폭적

인 시장 확대가 예상된다.

[대규모 저장(계통 설치)]

전력 저장 시스템(계통 설치) 용, 태양 광 발전 시스템용 ,

풍력 발전 시스템 용을 대상으로 한다. 신재생 에너지의 계통

연결 증가에 따른 계통 안정화를 위해 대형 전력 저장 시스템

의 도입이 진행되고 있다. 전력 저장 시스템(계통 설치) 용으

로 개발이 선행된 납 전지, NAS 전지의 도입 실적이 많지만,

최근에는 고출력 · 단시간 방전이면서 리튬 이온 배터리, 장

시간 방전이 필요하면 레독스 흐름 전지가 채용되는 경우가

증가하고 있다. 태양 광 발전 시스템에서 출력되는 전력을 안

정시키고 계통 설비에 영향을 경감시키는 출력 안정화용도

(출력 평활화 잉여 전력 대책, 타임 시프트 계획된 운전)에서

채용되고 있다. 단시간 출력 평활화 용도로는 입출력 특성이

뛰어난 리튬 이온 배터리의 채용이 많아 향후 니켈 수소 전지

의 채용도 예상된다. 한편, 비교적 긴 시간의 출력 평활화가

요구되는 경우, 납 전지, NaNiCl2 전지가 채용되기 쉽다. 장

시간 방전이 요구되는 잉여 전력 대책, 타임 시프트 태양 광

발전 시스템의 계획으로 운전 용도에는 납 전지, NAS 전지,

레독스 흐름 전지, NaNiCl2 전지가 선정되기 쉽다. 풍력 발

전 시스템은 출력 안정화 용도(출력 평활화 낮추고 요금 부족

대책, 타임 시프트), 블레이드의 방향을 조정하는 피치 제어

시스템의 비상 전원 용도로 사용되고 있다.

출력 평활화 용도로는 도입 실적이 풍부하고 신뢰성이 높

은 납 전지, 입출력 특성이 우수한 리튬 이온 전지, 니켈 수

소 전지가 채용되는 경향이 있다. 장시간 출력 평활화가 요

구되는 경우 NaNiCl2 전지의 채용도 예상된다. 전력의 수

요와 공급의 균형을 조정하는 대책, 풍력 발전 시스템의 계

획으로 운전 용도로는 대용량이 필요하기 때문에, 납 전지,

NAS 전지, 레독스 흐름 전지, NaNiCl2 전지가 채용되기 쉽

다. 또한 피치 제어 시스템의 비상 전원 용도로는 납 전지가

주류이지만, 유지 보수성이 중시되는 시스템을 중심으로 전

기 이중층 캐패시터의 채용이 증가하고 있다.

■ 차세대 환경 자동차용 이차 전지

2013년 시점에서는 대용량의 리튬 이온 배터리를 탑재하는

EV용 비율이 높다. 2025년에는 시장 확대가 예상되는 PHV

용도 크게 성장하여, EV와 PHV용 리튬 이온 전지가 시장을

견인할 것으로 보인다. 또한, 납 전지의 경우, 아이들링 스

톱 자동차 / 마이크로 HV 전용이 중심이다. 지역별로는 미

국, 일본, 유럽이 수요의 중심이다. 미국은 EV 용 리튬 이온

전지 시장이 크다. 또한 일본에서는 HV용 니켈 수소 전지가

중심이다. 유럽은 아이들링 스톱 자동차 / 마이크로 HV용

납 전지 시장도 크다. 앞으로는 중국에서 차세대 환경 자동

차 생산이 확대될 것으로 보이며, 일본을 제치고 유럽, 미국

에 이어 규모로 확대될 것으로 예상된다. ❖

정전에 강한 축전지 시스템 개발

태양광 전력을 직류 상태로 충전

태양광으로 발전한 전력을 효율적으로 충전할 수 있는 직

결 방식의 축전지 시스템이 증가하고 있다. 기존처럼 직류와

교류의 변환이 불필요하고 발전한 전력을 낭비하지 않고 충

전할 수 있는 이점이 있다. 일본 오므론(Omron) 주식회사는

76

전력의 변환 효율이 96%인 파워컨디셔너와 조합한 축전

지 시스템을 2015년 4월에 발매할 예정이라고 한다.

오므론의 새로운 축전지 시스템은 3개의 유닛으로 구성

된다. 핵심인 축전지 유닛은 가정용 공기 청정기와 동일한

정도의 크기로 용량이 6.4kWh의 옥내 설치 타입이다. 일

반 가정에서 하루에 사용하는 전력량(10 kWh)의 60% 이

상에 상당하는 분을 충전·방전할 수 있다고 한다. 중량은

약 60킬로그램으로 오므론의 조사에 따르면 현 시점에서

는 세계에서 최경량급이라고 한다.

이 축전지와 조합하여 사용하는 파워컨디셔너는 태양광

발전의 전력을 직류로 축전지에 보내는 기능을 탑재했다.

직류-교류의 변환으로 수반되는 전력 손실이 없고 발전한

전력의 96%를 축전지에 공급하는 것이 가능하게 되었다.

중량은 약 25킬로그램으로 축전지와 접속하는 DC/DC 컨

버터도 약 13.5킬로그램으로 경량으로 2개의 유닛은 건물

의 외벽에 설치한다.

축전지는 목적에 맞추어 운전 모드를 설정할 수 있다. ‘경

제 모드’에서는 주간의 태양광으로 발전한 전력을 매전하

면서 단가가 싼 야간 전력을 충전하여 아침이나 저녁에 이

용한다. ‘강제 충전 모드’를 선택하면 만 충전 상태를 유지

하여 만일의 정전에 대비한다. 그 외에도 항상 50% 이상

의 충전율을 지키는 ‘안심 모드’ 등이 있다.

파워컨디셔너에도 정전 대책의 기능을 탑재하고 있다.

지역 내에서 정전이 발생했을 경우 주택의 태양광 발전이

단독 운전을 계속하는 것으로 감전이나 화재를 일으키는

위험성이 있다. 이러한 리스크를 회피하기 위해서 정전 시

단독 운전을 검출하는 기능을 구비하여 사고를 방지하는

구조가 되어 있다.

오므론은 3개의 유닛으로 구성하는 축전지 시스템을 이

달에 발매할 예정이다. 3년간에 3만 세트의 판매를 목표로

할 예정이라고 한다. 축전지는 리튬 이온 배터리로 구성하

고 약 8,000사이클의 충방전까지 대응한다. 1일당 1사이

클로 사용하는 경우에는 10년 후에도 60% 이상의 충전 용

량을 유지할 수 있다고 한다. ❖

마이크로그리드 이점을 놓치고 있는 전력회사

대부분의 전력회사들은 마이크로그리드를 위협요소로

보고 있다. 그러나 점차 현재는 적지만 점차 증가하는 추

세로 전력회사가 직접 소유하고 운영하는 형태로 마이크

로그리드를 구축하고 있다. 특히 스마트그리드 기술 보급

에 따라 마이크로그리드 소유 및 운영이 함께 이루어지고

있다. 전력회사가 직접 마이크로그리드를 구축하거나 향

후 사업으로 검토하고 있는 사례가 여전히 얼마 안 되지

만, 북아메리카, 유럽, 아시아-태평양과 같은 주요 지역에

서 관련 시장이 커지고 있는 것이다. 이는 규제 및 비규제

전력회사들에 상당한 투자 기회를 제공한다고 시장조사

전문업체 Navigant는 주장한다.

특히 미국에서 이상기후로 인해 발생한 대규모 정전 때문

에 생겨난 정부 프로그램들이 규제개혁을 앞당기는 역할을

하고 있다. 규제개혁은 소비자가 직접 소유하는 마이크로그

리드와 전력회사가 운영하는 마이크로그리드가 향후 10년간

보다 촉진되는 방향으로 진행될 예정이다. 실제로 미국에서

전력회사가 직접 소유 및 운영하는 마이크로그리드와 관련

한 시장 규모는 2014년부터 2023년까지 10년간 총 461억 달

러에 달할 것으로 예상된다고 Navigant는 주장한다. 그리고

세계 관련 시장은 2014년 24억 달러에서 2023년 58억 달러

로 확대될 전망이다.

전력회사 운영 및 소유 마이크로그리드는 네트워킹 플랫

폼으로서 전력회사는 통합과 최적화를 동시에 달성할 수

있다. 예를 들어 첨단 계량 인프라(advanced metering

infrastructure)와 유사하게, 주요 마이크로그리드 요소는

기존 스마트그리드와 쉽게 통합될 수 있고, 적정 시장가격

을 전송하여 고객들이 보다 적극적으로 반응하도록 하는

대안이 될 수 있다.

해외

뉴스

2015년 4월호 77

만약 전력회사들이 다양하고 양방향적인 분산에너지자

원으로 특징 지워지는 에너지미래에서 계속해서 리더십을

발휘하고자 한다면, 마이크로그리드와 관련한 전반적 아

키텍처와 비즈니스모델을 조사할 필요가 있다. 여전히 풀

리지 않은 문제는 어떻게 전력회사가 소유하고 운영하는

마이크로그리드가 제공하는 탄력성, 안전성, 지속가능성

의 사회적 편익을 정량화할 수 있을 것인가이다.

마이크로그리드의 편익을 간단하게 짚어보면 다음과 같

다. 마이크로그리드는 분산형 에너지자원을 집결시킨다.

마이크로그리드는 개별 소비자의 전력수요에 맞춤화된 전

력공급시스템을 구축하게 된다. 그리고 마이크로그리드는

전력소비자에게 더 많은 권한을 부여하게 된다. 기존 전

력산업에서는 소비자가 전력사업자의 요금 구조의 처분에

따라야 한다면, 마이크로그리드에서는 소비자들의 선택권

이 훨씬 확대된다. 또한 마이크로그리드는 민간자본을 유

치하게 되고, 그 민간투자의 상당 부분이 일반 전력소비자

들에 의해 이루어지게 된다. 전력사업자들이 점점 노화된

인프라를 교체하고 환경규제에 대응해야 하는 상황에서

전력소비자들의 마이크로그리드 투자 동참은 전력사업자

가 직면한 압박을 완화하는 기능을 한다. 마이크로그리드

는 효율성을 향상시킨다. 마이크로그리드는 전력소비자의

근거리에 위치한 발전 설비를 이용하고, 이는 송배전 손실

을 줄일 수 있게 한다.

Navigant Research에 따르면, 실제로 관련 프로젝트가

전 세계적으로 빠르게 증가하고 있다. 현재 계획되고 있거

나 제안되었거나 개발 및 운영 중인 마이크로그리드 프로

젝트는 405개에 달한다. 시장규모로는 2013년 83억 달러

에서 2020년까지 연간 매출규모가 400억 달러를 넘을 전

망이다. Navigant Research는 마이크로그리드 시장이 매

우 역동적이며, 많은 프로젝트들이 아직 제대로 집계되지

않고 있지만, 마이크로그리드 플랫폼이 점점 더 주류로 이

동하고 있다고 주장한다. 마이크로그리드는 기존에 산업

단지나 단과대학과 같은 캠퍼스 크기의 기관에 적용되는

애플리케이션이었다. 그러나 미국 군대에서 기후변화 리

스크에 대응하고 연료공급 안전성을 강화하고, 지방정부

들이 이상기온으로 인한 연료확보 리스크를 줄이기 위한

노력을 강화하면서 마이크로그리드가 보다 보편적인 해결

책으로 변모하고 있다. ❖

태양발전의 단점을 보완하는 에너지 저장

최근 태양발전과 관련한 많은 회사들은 태양발전 설비와

함께 대규모 배터리 저장 장치를 함께 판매하고 있으며,

이러한 추세는 점차 증가하고 있다. 이렇게 에너지 저장

장치를 함께 판매하는 이유는 비용을 낮추고 태양발전의

간헐적인 특성을 줄이고자 하는 것이다. 태양발전은 날씨

가 맑거나 태양광이 풍부한 시간에 전기를 생산할 수 있으

며, 비오는 날이나 야간에는 발전이 어렵다는 문제가 있다.

미국의 태양발전 기업 중 하나인 SunEdison은 태양발

전 설비도입에 배터리 저장을 통합하고 있는 Solar Grid

Storage라는 신생업체를 인수하였다. 그리고 미국에서 최

대 규모의 태양발전 설치업체인 SolarCity는 파일럿 프로

그램의 성격으로 샌프란시스코 베이 지역에 태양발전과

저장 시스템을 연계한 430개의 시스템 도입을 최근 완료

하였다. 이 회사는 올 여름에 이 기술의 적용을 보다 확장

할 계획을 갖고 있다. 또한 미 에너지부(U.S. Department

of Energy)는 태양광발전 기술과 에너지 저장 기술을 더

욱 효과적으로 결합할 수 있는 방안을 찾고자 1500만 달러

를 투입하는 프로젝트에 대해 제안서를 접수하고 있다. 이

프로젝트의 목표는 태양발전 저장 비용을 낮추어서 2020

년 예상되는 주거용 그리드 평균 전기 가격보다 높지 않도

록 하는 것이다. 이들은 kWh당 14센트를 적정 수준으로

보고 있다. 참고로 현재 태양발전에서 생산된 전기를 저장

하는 일에는 kWh당 최소 20센트에서 최대 1달러까지 필

요하다. 지금보다 더 많은 태양발전 설비가 도입되면 간

헐성에 대한 부분은 더 큰 문제로 다가올 것으로 보인다.

이와 동시에 그리드 저장의 경제성은 지금보다 개선될 것

이고 새로운 변환기술 활용이 가능할 것으로 예상된다.

SunEdison의 부사장인 Tom Leyden는 태양광발전 어레

이와 배터리를 모두 그리드에 연결하는 전력 변환장치를

사용하고 있다고 밝혔다. 태양전지판과 배터리는 직류 전

기를 생산히는데 반해 전력 그리드는 교류를 생산하기 때

문에 변환장치가 필요하다.

SunEdison사는 메릴랜드, 펜실베니아, 뉴저지에서 협

력을 통해 4개의 프로젝트에 참여하고 있다. 고객은 태

양전지판을 구매하고, SunEdison사는 겸용 전력변환장

치와 리튬이온 배터리를 포함하고 있는 선적용 컨테이

너를 제공하고 있다. 예를 들어, 태양광이 풍부한 날에

는 이 컨버터가 태양전지판에서 우선적으로 교류를 생산

한다. 그러나 다른 시간대에는 지역 유틸리티사를 보조

하기 위해 배터리에 전기를 저장한다. 태양발전과 에너

지 저장이 결합된 시스템에 대한 세금우대조치는 현재

30%에서 2017년에 10%까지 낮아질 예정이지만 더 많

은 겸용 변환장치가 생산되어 가격이 하락할 것이라고

Leyden은 예상하였다. ❖

에너지 생산 기술보다는 3중창 설치가 먼저

기발한 기술로 에너지를 더 생산하기보다는 단열과 같이

증명된 기술로 에너지를 절약할 수 있다. 자체 구동 태양열

발전 자동차, 본질적으로 안전한 소형 원자로, 유전적으로

강화된 광합성 등과 같은 검증되지 않은 기술적 해결책에

대한 갈망은 에너지 정책의 재앙이 될 수 있다. 이미 검증

된 것부터 시작하는 것은 어떨까? 주거 및 상업용 건물에서

시작하여 단순히 에너지 수요를 줄이는 것은 어떨까?

미국에서 주거 및 상업용 건물의 에너지 소비는 전체 주요

에너지 소비의 약 40퍼센트로 가장 많고, 그 다음 순위는 운

송 부문이지만 27퍼센트에 그친다. 지금도 냉난방은 주거용

에너지 소비의 절반을 차지한다. 따라서 에너지 예산을 위

하여 우리가 할 수 있는 하나의 방책 가운데 최선책은 더 나

은 단열로 열 손실이나 열 유입을 방지하는 것이다.

이를 위하여 가장 시행할 만한 가치가 있는 곳은 에너지

손실이 가장 큰 창문이다. 다시 말해서 창문은 가장 큰 열

전달율을 가진다. 열전달율은 단위 시간에 단위 온도 차일

때 단위 표면적에서 이루어지는 열전달량을 의미하며, 와

트(W)로 나타내는 단위 시간당 열전달량을 제곱미터로 나

타내는 재료의 단위 면적과 켈빈(K)으로 나타내는 온도차

이로 나눈 것이다.

단일창의 경우 열전달 계수가 5.7~6W/m2K이고, 서로

6밀리미터가 떨어진 2중창은 3.3W/m2K의 열전달 계수

를 가진다. 자외선 및 적외선 복사가 통과하는 것을 최소화

하기 위하여 코팅을 적용하면 열전달 계수를 1.8~2.2W/

m2K로 낮춘다. 또한, 창 사이의 공간을 아르곤 가스로 채

우면 1.1W/m2K까지 낮출 수 있다. 3중창의 경우는 열전달

계수를 0.6~0.7W/m2K로 떨어뜨릴 수 있으며, 아르곤을

크립톤으로 대체하면 0.5W/m2K도 가능하다.

이것은 최대 90퍼센트까지 감소시킨 것이다. 에너지 절

약 부분에서 수십억 단위의 규모로 적용할 수 있으면서 이

정도의 절약을 만들 수 있는 것은 없다. 추가적으로 이 방

법은 실제로 작동하는 것이다. 그리고 여기에는 안락하게

만드는 요인도 있다. 외부 온도가 영하 18도이고 실내 온

도가 영상 21도일 때, 단일창의 실내 표면 온도는 겨우 영

상 1도 근처에 불과하다. 2중창의 경우 영상 11도이고, 3중

창의 경우 섭씨 영상 18도가 된다. 이 정도의 온도면 바로

옆에 앉을 수도 있다.

더불어 3중창은 소음을 줄이고, 물방울이 응결되는 것을

감소시킬 수 있다. 스웨덴과 노르웨이에서 3중창은 일반

적이다. 그러나 캐나다의 창문은 낮은 복사율의 코팅을 가

지는 2중창에 상당하는 기준을 만족해야 한다.

추운 날씨를 가진 국가들은 오랜 기간에 걸쳐 단열에 대

하여 학습하였다. 더 따뜻한 국가의 경우는 그렇지 아니한

데, 에어컨 등과 같은 공기 조화 장치의 사용이 널리 퍼지

는 것을 고려할 때 이제는 단열이 필요하다.

무엇보다도 중국이나 인도의 시골 지역은 아직도 단일

창을 일반적으로 사용한다. 물론 뜨거운 날씨에서 냉각을

위한 온도 차이는 더 높은 위도 지역에서 난방을 위한 온

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도 차이만큼 크지는 않다. 예를 들어 캐나다의 매니토바

(Manitoba) 주의 경우 1월에 섭씨 영하 25도까지 내려가

서 야간에 온도 조절 장치를 낮추더라도 실내와의 온도 차

이가 40도까지 충분히 될 수 있다. 반면에 덥고 습한 다수

의 지역에서 냉방을 위한 공기 조화는 캐나다나 스웨덴에

서 난방을 하는 것보다도 훨씬 더 오랜 기간 운전된다.

물리학적으로는 부인할 수 없지만, 경제적 측면에서는

다르다. 비록 3중창이 2중창보다 겨우 15퍼센트 더 비싸지

만, 투자한 비용의 회수 기간은 분명히 더 길며, 일반적으

로 2중창에서 3중창으로 전환하는 것은 정당하지 않다고

주장된다. 만약 안락함, 응결, 소음, 무엇보다도 3중창이

앞으로 수십 년 동안 에너지 사용을 줄인다는 것을 무시한

다면 이러한 주장이 맞을 수 있다. ❖

전력망 저장 시장을 지배하는 리튬 이온 배터리

리튬 이온 배터리들이 전력망과 연계된 저장 분야에서

지배적인 핵심 기술이 되고 있다. 2014년에 제안된 전력

저장 시스템들의 90%를 리튬 이온 배터리가 차지하고 있

다는 분석 결과가 룩스 리서치에서 발표되었다. 높은 에너

지 용량으로 인해서 용융염 배터리들이 여전히 설치 시장

의 주류를 차지하고 있으나 더 이상 핵심적인 기술로서 선

택되지 않는다.

리튬 이온 배터리는 2014년에 제안된 전력 저장 시스템

들에서 419MW와 1,555MWh의 용량을 차지하였다. 나트

륨황(NaS) 배터리들이 대부분을 차지하고 있는 용융염 배

터리들은 23%의 전력과 64%의 전력량을 각각 차지하였

다. 전세계적에서 2015년 1월을 기준으로 전력망 저장 시

스템들의 용량은 1,100MW와 2,523MWh이며 605개의 프

로젝트들이 진행 또는 계획되어 있다.

‘전력망 저장 자료 추적’ 자료의 수석 저자인 딘 플랭켈은

재생에너지와 연계된 시스템들과 수요 관리에 의해서 주

도된 전력망 규모의 에너지 저장이 이륙하고 있으며 2014

년에 총 450MW, 730MWh의 전력 저장 시스템이 설치되

었다고 발표하였다. 시장이 성숙함에 따라서 전력 저장 밸

류 체인에 따른 새로운 역할들이 떠오르고 있으며 전력망

에 연계된 시스템을 관리하고 제어하는 배터리 운영업체

들뿐만 아니라 최종소비자들과 저장 시스템 개발업체들에

자금을 지원하고 있다고 덧붙여 말했다.

룩스 리서치 분석가들은 전력 저장 시장과 관련된 기술

들을 조사하였으며 이를 통해서 다음과 같은 중요한 사실

들을 발표하였다. 전력망 저장 자료 추적 보고서는 1년에

2번 개선된다.

- 일본과 미국이 전력망 저장 시장을 선도하고 있다. 일본은

1,174MWh의 용량으로 설치된 에너지 저장 용량 분야에서 선

두자리를 유지하고 있다. 미국은 250개의 프로젝트들에서 총

418MW의 용량으로 프로젝트의 숫자와 전력량 규모에서 선두

자리를 유지하고 있다.

- LFP, NMC가 리튬 이온 양극들에서 주로 사용되고 있다. 리튬

이온 배터리 화학산업에서 인산철리튬(lithium iron phosphate,

LFP)이 가장 널리 이용되는 양극 재료로서 MW와 MWh에서 각

각 39%와 38.1%를 차지하고 있다. 뒤를 이어서 니켈-망간-코

발트(nickel-manganese-cobalt, NMC)가 개발업체들 사이에서

양극 물질로서 확산되고 있다.

- 재생에너지들과 연계된 시스템들과 수요 관리가 전력망 저

장 분야를 이끄는 요인이다. 수요 관리(236 프로젝트들에서 총

376MW와 1,335MWh)는 시간에 따른 요금과 가격 산정에 의한

요인으로 인해서 미국이 주도하고 있다. 재생에너지와 연계된

시스템들(261개 프로젝트들에서 513MW와 890MWh)은 에너지

저장을 위한 응용 시스템들이 선도하고 있다. ❖

< 해외뉴스는 KISTTI 미리안 글로벌동향브리핑 에서 발취·전재

하였습니다.>

2015년 4월호 79

골다공증

골다공증은 뼈의 강도가 약해져서 골절이 일어날 가능성이

높은 상태를 의미한다. 골량의 감소와 미세구조의 이상을 특

징으로 하는 전신적인 골격계 질환으로, 골다공증이 있는 환

자는 결과적으로 뼈가 부러지기 쉬운 상태가 된다. 골다공증

을 진단하기 위해서는 특수한 검사를 해야 하는데, 이 중 에

너지 방사선 흡수법이 표준 진단법으로 이용된다.

골다공증의 원인 및 증상

골다공증의 발생에는 다양한 인자들이 관여한다. 가장 중

요하고 흔한 인자는 노화이다. 원래 우리 몸의 뼈는 지속적

으로 골흡수와 골형성이 이루이지고 있다. 이십대 중반에서

삼십대 초반 사이에 최대의 골량이 관찰되며 이후에는 균형

을 이루다가 50세가 넘어가면서 골형성에 비하여 골흡수가

많아지면서 골소실이 진행된다. 최대 골량과 골질 감소 속도

가 개인마다 차이가 있어 골다공증이 발병하는 시기나 정도

에 차이가 나타나게 된다.

노화 외에도 골대사에 영향을 미치는 질환을 가지고 있는 경

우 골다공증이 더 조기에 발생할 수 있으므로 조심해야 한다.

골다공증만으로 발생하는 증상은 전혀 없다. 하지만 골다

공증에 이환된 환자들은 작은 외력에도 쉽게 뼈가 부러지므

로, 골절로 인한 증상이 발생하게 된다. 예를 들어 바로 선

상태에서 넘어지면서 엉덩방아를 찧거나 손을 짚는 정도로

도 손목, 척추, 고관절 등에 골절이 발생하게 된다. 결국 골

절로 인한 통증이 나타나 병원을 찾게 되고 치료 중에 골다

공증을 알게 되는 경우가 흔하다.

골다공증의 치료 및 예방관리법

골다공증의 치료 및 예방은 크게 다르지 않다. 먼저, 생활

습관 개선이 필요하다. 특히 중요한 것은 하루 중 햇빛을 쪼

이는 시간을 늘리는 것이다. 골질을 결정하는 중요한 영양소

중에 비타민 D가 있다. 비타민 D는 음식이나 약물을 통해

섭취하기도 하지만, 특히 자외선으로 활성화시켜야 효과를

볼 수 있어 햇빛을 쬐는 것이 중요하다.

적절한 영양 섭취도 필수적이다. 특히 칼슘은 뼈를 이루는

재료로서 외부에서의 섭취가 필수적이다. 멸치, 우유, 뱅어

포 등의 음식물을 통해서 섭취가 충분히 이루어지지 않는다

면 약물을 이용해서 보충할 수 있다.

적절한 운동은 골질의 강화에 필수적이다. 아무리 영양섭

취, 약물 복용을 잘 하더라도 뼈에는 적절한 자극이 주어져야

만 골질을 유지할 수 있다. 뼈에 자극을 주는 가장 좋은 방법

이 운동이다. 다른 기저질환으로 보행이 제한되지 않는다면

하루 30분 가량 약간 숨이 찰 정도의 운동(평지 걷기)을 하면

뼈에 적절한 자극도 가고 햇빛에 노출되는 데에도 도움이 되

겠다. 운동을 통해 균형 감각이 개선된다면 낙상의 위험도 감

소하여 골절 위험도 줄일 수 있다. 또한, 다양한 약제들이 골

다공증의 치료에 이용된다. 골형성을 증가시키거나 골흡수를

줄이는 약제들로 나뉘고 있으며, 최근 시판되는 대분의 약제

들은 골흡수를 줄이는 약제들이다. 약제마다 사용해야 하는

환자군도 다르고 주의할 점도 다르므로 골다공증 약제를 복

용할 때에는 반드시 의사에게 진료를 받아야 한다.

골다공증, 여성이 남성보다 13.4배 많아 출처 : 국민건강보험공단

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