스페인 정전이 발생한 과정을 보니 발전량이 사라지는 사고를 예방해야겠어. 정전을 대비해 준비하면 좋을 점도 알아보자.

▲셔터스톡

재생에너지의 전기를 저장하는 ESS 배터리.

전력을 조절해 정전을 예방한다

신재생에너지는 화석 연료를 대체하는 풍력과 태양광 에너지 등을 의미해요. 화석 연료와 달리 지구온난화를 유발하는 온실가스를 적게 배출한다는 장점이 있어요. 그래서 2023년 UN 기후변화협약 당사국총회에서는 전 세계 신재생에너지 설치 용량을 3배로 늘리기로 약속했어요. 그런데 신재생에너지 발전소가 많아지면서 정전이 발생할 위험도 커지고 있어요.

신재생에너지는 발전량을 예측하고 조절하기 어려워요. 날씨가 변하면 발전량도, 주파수도 달라지지요. 또 외부 충격이 발생하면 화석 연료 등 에너지보다 발전량이 더 빠르게 손실될 수 있어요. 화력에너지는 회전하는 전력 기구인 동기발전기로 발전해요. 동기발전기는 회전 운동을 지속하려는 관성이 있어 주파수 진동이 일어나도 원래대로 주파수를 유지하려 하지요. 그런데 태양광 에너지와 풍력에너지는 전자기기인 인버터로 발전합니다. 인버터는 관성이 없어 주파수가 진동하면 빠른 시간 안에 발전량 손실이 일어날 수 있습니다.

인공지능이 정전의 원인이 될 수 있다?

인공지능이 발전하면서 정보를 저장하는 데이터 센터가 수도권에 많아지고 있어요. 데이터 센터에는 많은 전력이 필요한데 정작 60%의 전력은 수도권 밖 발전소에서 생산돼요. 발전소에서 데이터 센터로 전기를 보낼 송전선도 많이 필요해졌지요. 한국전기연구원 이승렬 센터장은 “송전선을 적게 설치하면 송전선이 버티는 전기 용량이 줄어든다”고 말했습니다. 데이터 센터를 발전소와 가까이 두거나 바다 밑에 송전선을 설치하면 문제를 해결할 수 있습니다.

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인버터는 풍력에너지와 태양에너지를 발전할 때 쓰는 장치로, 관성이 없다.

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회전 놀이기구는 동기 발전기처럼 회전 운동을 유지하려는 관성이 있다.

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원자력 발전소 등에서 쓰는 동기 발전기는 회전 운동을 지속하려는 관성이 있다.

이러한 문제를 해결하는 기술이 있어요. 우선 신재생에너지의 발전량을 조절하는 ESS 배터리를 쓸 수 있어요. ESS 배터리는 재생에너지가 넘치게 전기를 생산하면 전기를 흡수해 저장하고, 발전량이 부족하면 주파수가 떨어지기 전에 전력을 뿜어내요. 무거운 로터가 회전하면서 인버터의 관성을 만드는 동기 조상기와 주파수를 일정하게 유지하도록 잡아주는 그리드포밍 인버터도 있습니다.

그래도 전국의 전기가 다 꺼진다면 스스로 전기를 만드는 자체 발전기로 전기를 생성해야 해요. 만든 전기를 작은 발전소에 연결해 작동시키고 이후 큰 발전소와 송전망까지 연결해서 전기 시스템을 되살릴 수 있습니다.

정전이 일어나는 동안 전기가 필요하면 무전원 공급장치(UPS)를 이용할 수 있어요. UPS는 전기를 충전해 사용할 수 있는 기기예요. 산업통상자원부 전력계통혁신과 전재호 주무관은 “가정에서는 평소에 손전등과 건전지, 비상용 초를 준비해 두면 좋다”고 전했어요.

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후쿠시마 제2 원자력 발전소 누수와의 싸움