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신재생 에너지 4.0의 개념
신재생 에너지는 환경 위기를 심화시키지 않으면서도 에너지 소비, 인구 증가, 농축산, 제조산업, 기술 발전의 균형을 맞출 수 있는 혁신적인 해결책을 제시합니다.
신재생 에너지 관련 기술과 트렌드는 개별적으로는 효용이 없기 때문에 기본적으로 4차 산업혁명의 관점에서 지원해야 합니다. 빅 데이터의 완전 모니터링과 이해가 선행되어야 에너지 생산을 최적화할 수 있습니다. 데이터 하나하나가 모두 중요하며, 에너지 절약 계획은 궁극적으로 탈탄소화를 위한 탄소제로를 목표로 통합됩니다.
디지털 기술에 힘입어 이전에는 보이지 않았던 것들이 가시화됨으로써 최종 사용자의 시선에서 인프라와 시스템을 완전히 이해할 수 있게 되었습니다. 예를 들어 전체 연결의 스마트 제어 & 모니터링으로 에너지 생성과 활용을 동시에 추적하는 것이 가능해졌습니다. 기업은 신재생 에너지의 최적화 및 공급에서 독창성, 체계성, 효율성을 추구해야 합니다.
풍력 터빈의 원리는 과거 물을 길어 올리고 곡식을 빻을 때 널리 쓰이던 풍차의 원리와 동일합니다. 풍력 터빈은 프로펠러 등의 날개를 이용해 바람의 에너지를 모아 로터를 회전시킵니다.
기어를 수용하는 기어박스는 느린 속도로 돌아가는 날개의 회전 운동을 더욱 빠른 속도의 운동으로 변환하여 터빈 발전기에 동력을 공급하는 구동축으로 전달합니다.
당연히 풍력 터빈은 모니터링 시스템도 포함합니다. 기본 기능 중에는 나셀(nacelle)에 설치된 풍속계와 풍향계로 풍속을 모니터링하는 기능이 있습니다. 바람이 너무 강하거나 난기류가 되면 안전을 위해 기계적 혹은 전기적 제동 시스템이 로터의 속도를 늦춥니다. 또한, 풍력 터빈 내부의 주요 구역에 센서를 설치하여 정보를 추적하고 데이터 분석을 기록하며 상태를 모니터링할 수 있습니다.
원격 모니터링 또한 제어 패널 내에 적절한 구성 요소를 설치하면 기술적으로 가능합니다. 이 모든 것은 풍력 터빈 인프라를 오랜 시간 운영하면서 최적화 상태로 유지하기 위해 필수적입니다.
현재 업계에서 가장 흔한 구성은 태양광 또는 풍력 발전 시설과 에너지 저장 솔루션을 결합하여 전력망의 안전성을 강화하는 구조입니다. 이 구성을 채택하면 날씨에 상관없이 피크 사용 기간 동안 전력 수요를 관리할 수 있어 안정적인 운용이 가능해집니다.
리튬계 ESS는 단순한 충방전용 배터리가 아닙니다. ESS는 안전, 최적화, 스마트 모니터링 등의 기능을 제공하는 다수의 시스템으로 이루어집니다.
배터리 관리 시스템은 ESS에서 가장 일반적으로 쓰이는 시스템으로, 전류, 전압, 에너지 등의 상태를 모니터링하고, 리튬 전지 수준에서 이상을 식별하며, 필요한 경우 내장 보호 메커니즘을 가동하는 한편, 이더넷 연결을 통해 전체 시스템을 원격으로 관리할 수 있습니다.
화재 예방 시스템은 ESS 내부 온도 상승을 감지하는 기본 모니터링 기능을 포함합니다. 과전류 혹은 합선으로 화재가 발생하는 경우 즉각 필요한 소화 조치를 취하고 경보를 울립니다.
배터리 ESS를 최적화된 저온에서 가동하고 있는지의 여부를 확인하기 위해 독립형 HVAC 모니터링 시스템을 내부 공조기와 함께 설치하기도 합니다.
신재생 에너지 4.0은 배터리 ESS를 지속적으로 운용하여 수요가 가장 높을 때 전기를 공급할 수 있도록 합니다.
태양전지판은 단순히 DC-AC 변압기만 달린 전력망과 연결되는 것이 아닙니다. 보편적으로 효율적인 에너지 활용 관리를 위해 태양전지판 근처에 에너지 관리 시스템을 설치합니다.
이 시스템은 24시간 동안 발생하는 DC 전류량, 계통 전력 소비량, 온도 및 습도 등의 중요한 정보를 통합하여 관리합니다.
전력망 지원, 에너지 예측은 물론 태양광 PV 모듈 수준, 스트링 수준부터 시스템 수준에 이르기까지 다양한 수준에서의 분석 보고와 같은 고급 기능도 이용할 수 있습니다.
연결에는 흔히 이더넷 또는 광섬유를 활용합니다.
현장에서 사람이 개입하지 않아도 시설이 계속 작동할 수 있어야 한다는 코로나19의 교훈을 살려 일부 에너지 모니터링 시스템은 최종 사용자가 모바일 디바이스를 통해 중요 실시간 데이터를 열람하고 원격으로 문제를 해결하도록 설계하였습니다.
머신러닝, 데이터 분석, 예측 유지보수 등 4차 산업혁명의 개념을 신재생 에너지 분야에 영리하게 도입하였습니다.
LAPP은 내부에서부터 세상을 바꿉니다
지난 몇 년간 LAPP은 혁신을 향한 발걸음을 멈추지 않았습니다.
신재생 에너지 4.0을 비롯하여 기술이 새롭게 발전할 때마다 항상 LAPP이 함께 했습니다.
LAPP의 시스템 솔루션은 실체로서 눈앞에 보이지는 않습니다. 그러나 우리의 솔루션은 신재생 에너지 분야를 포함하여 모든 산업군에 존재합니다.