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2013년 6월 11일 화요일

전기에너지 표준, 교류(AC)에서 직류(DC)로 변화의 움직임. 우리에게 주는 의미는?


  경제가 성장하면 국가가 발전하게되고 나아가 개인의 삶도 윤택해질 것입니다. 경제가 성장하기 위해서는 에너지 자원을 얼마나 많이 보유하고 생산해낼 기반이 확충되었는가가 중요할 만큼, 이러한 에너지 정책이 곧 국가의 경쟁력을 좌우한다고 볼 수 있겠습니다.
  최근 우리나라는 원전 23곳 중 10곳이 가동 중단 사태에 빠짐으로써 블랙아웃 사태가 일어날 것이라는 심각한 우려가 나날이 기사화 되어 쏟아지고 있습니다. 이만큼 우리나라 산업의 원동력은 전기에너지에 크게 의존하는 것이 분명합니다.


    

  19세기 말경(1888년) 토마스 에디슨의 직류(DC)와 니콜라 테슬라의 교류(AC) 표준화 전쟁이 있었습니다. 이는 1893년 나이아가라 폭포에서 수력발전을 연구한 니콜라 테슬라가 '국제 나이아가라 폭포 위원회'의 수력발전소 사업권을 따내면서 표준화 전쟁은 테슬라의 교류 승리로 끝나게 되었다고 합니다.
  이후 현 시대에는 직류 전기보다 교류 전기가 중요하고 그 쓰임새가 다양화 됨에 따라 에디슨의 전구의 발견보다 니콜라 테슬라의 교류 발견이 훨씬 더 영향력이 크다고도 볼 수 있겠습니다.

 [토마스 에디슨]

[니콜라 테슬라]

  그리고 이후 100여년이 훌쩍 넘었습니다. 우리의 실생활을 둘러보면 모든 가전제품, 산업제품 등이 교류(AC) 전기를 기준으로 생산되고 있고, 언제 어디서나 220V의 교류(AC) 전기를 제공 받고 있습니다.

[가전 제품군]

  한편, 그 많은 가전제품과 산업제품을 잠시만 자세히 바라 보실까요? 바로 교류(AC)→직류(DC) 변환기 즉 어뎁터가 보이실겁니다.

[DC 변환 어뎁터]

  네, 맞습니다. 대부분의 전기제품들(특히, 디지털 제품류)은 교류(AC)전기로 최초 공급받지만 이를 대부분 직류(DC)로 변환하여 사용하게됩니다. 전류의 이동 표준은 교류(AC)였지만 실제 에너지원으로 쓰이는 것은 직류(DC)인 것입니다.

  21세기가 들어서면서 디지털기기의 보급과 신재생에너지의 확대, 그리고 스마트그리드 등 구역전기사업에 대한 지속적인 관심의 증대로 인해 에디슨의 직류(DC)가 다시 주목을 받고 있다는 소식입니다.

  그렇다면 만약 온 세상이 직류가 배전의 표준이 된다면 어떤 장점이 있을까요?

[AC-DC 컨버터, 내장형]

  먼저 가전제품들의 직류 사용으로 교류(AC)→직류(DC) 변환기 뭉치가 생략될 수 있겠습니다. 이것은 가전제품들의 부피와 무게를 줄일 수 있고, 생산 원가도 현저히 줄여주는 역할을 하게 될 것입니다.

  구체적인 장점으로는,


  1. 에너지 절감 효과를 10~30% 기대할 수 있습니다.
      미국의 Google, 일본의 NTT 등 IDC센터(빌딩)에서는 전원을 직류배전을 통해 10~30% 효과를 보고있다고 합니다. 또, 국내에서는 KT의 남수원 IDC센터가 직류배전을 도입하여 13.2%의 효율성 향상을 확인하였다고 합니다.


  2. 전력 품질을 높일 수가 있습니다.
     무효전력이 없어져 송전효율이 좋아지고 리액턴스와 위상각이 없어 안정도가 좋아진다고합니다. 또한 같은 전압의 교류에 비해 안전하게 상용계통에 유입되는 서지, 노이즈 등의 외란의 영향을 덜 받는 이점도 있다고 합니다.


  3. 융합경쟁력이 좋아지겠습니다.
      직류배전시스템을 적용시키면 전력변환 감소로 에너지 효율이 약 10% 향상되며 전력변환 장치 제거에 따라 수변전 설비의 기존설치 면적비 50% 소형화 되어 큰 경쟁력을 갖추게 된다고 합니다.

  미래의 전력시장은 어떻게 재편될지 모르나, 미국전기연구원(EPRI)에 따르면 2020년 디지털 부하가 50%를 넘게 될 것이라고 예측함에 따라 직류배전의 기대와 효과는 점점 더 높아질 것으로 기대됩니다.

  특히, 동남아지역의 개발도상국, 아프리카 등은 전력공급을 확대를 위해 많은 예산을 투입하여 전력인프라(발전, 송전, 배전 등)를 확충해 나가고 있습니다. 이러한 나라에는 교류보다 경쟁력이 높은 직류로 구축하고 신재생에너지 발전사업인 태양광시스템과 병행하여 구축하면 훨씬 더 에너지 효율적인 환경이 가능하겠습니다.

  이러한 세계적인 전기에너지의 효율과 품질의 이슈에서 GE(General Electric Company)가 움직이고 있습니다. 세계적인 에너지 고갈 심각성과 대체에너지에 대한 Needs가 강해지는 것은 이를 더욱 가속화 할 수 있는 기회라고 볼 수 있습니다.

  아이웍스는 전기에너지에 관심이 많습니다. 아이웍스는 IT Infrastructure에 오랜 기술과 고도화 방안을 잘 이해하고 디자인 할 수 있는 역량을 보유하고 있습니다. 또, 세계적인 전기에너지 표준의 변화 움직임을 잘 이해하고 있으며, 이러한 미래 과제를 대비하여 지금부터 고객의 전원공급 환경을 함께 고민하고 해결점을 찾는데 노력할 것입니다.

* 아이웍스 전기 제품군 : GE UPS(GE 무정전 전원장치)
  제품보기 - http://www.gedigitalenergy.com/power_quality.htm#ups
  (아이웍스는 GE코리아 공식대리점 '크로스TEC'사의 영남지역 파트너로써 역할)


[참고자료/기사]
*전기신문, '스마트한 세상, 직류(DC)배전 에디슨이 돌아온다' - http://me2.do/58R6rdAf
*네이버 지식iN, '전기의 중요성' - http://me2.do/F2BbXpqp




작성 : 아이웍스 ICT사업팀
Twitter : @iWorksStory


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