혁신적인 접근을 통해 미래 에너지에 대한 전세계적 요구를 충족할 수 있을 것으로 보인다. 미 노스다코타 주립 대학(North Dakota State University)의 Nilanjan Ray Chaudhuri 교수는 해상풍력 에너지를 육상으로 가져와서 산업, 가정 및 사무실에 에너지를 공급하는 방안을 연구 중에 있다.

Chaudhuri는 Wiley-IEEE Press를 통해 ‘Multi-terminal Direct Current Grids: Modeling, Analysis, and Control’이란 제목의 책을 발표하였다. Chaudhuri 교수와 공동저자들이 수행한 이번 연구는 원거리 해상지역에서 생산되는 전기를 신뢰성 있게 전달할 수 있는 새로운 전력 그리드 기술을 제안하고 있다. 이러한 연구는 직류송전(Direct Current Power Transmission)을 통해 해상풍력 에너지를 육상 그리드에 안정적으로 연결할 수 있다. Chaudhuri 교수는 “이 책은 멀티터미널 직류 그리드(Multi-terminal Direct Current Grid, MTDC)를 통한 해상풍력 에너지 통합에 대해 조사하였으며, 교류 및 직류 시스템의 상호작용에 대한 의문점을 보여주고 있다”고 설명하였다.

해상에서 생산되는 엄청난 양의 에너지를 육상으로 가져오는데 있어 표준 전력 시스템 기술을 활용하기는 어렵다. Chaudhuri는 “국가 및 대류간 해상풍력 에너지원과 멀티 교류시스템(Multiple alternating current systems)을 멀티터미널 직류 그리드에 상호연결함으로써 간헐적인 재생가능 자원의 효과적인 공유가 가능하다. 그리고 이와 같은 일은 안정적이면서 경제적인 전기 공급을 위한 시장 운영 가능성을 열어준다”고 밝혔다. 그는 이러한 DC 그리드와 관련하여 어떠한 경험적 운영 사례가 없다는 점을 지적하였다.

특히 유럽과 같은 지역에서는 MTDC 그리드를 구축하는 것에 대한 토론이 벌어지고 있다. 이러한 시스템을 통해 해상풍력을 이용하기 위해서는 두 가지 중요한 기술적 난관을 해결할 필요가 있다. 이는 MTDC 그리드와 이를 둘러싸고 있는 AC 시스템 간의 상호작용에 대한 이해가 필요하다는 점이다. 그리고 일반적인 전압 소스 컨버터 시스템과 관련하여 효율적인 DC 고장 전류 중단 기술이 상업적으로 가용하지 못한 점 또한 문제가 된다.

이 책에는 포괄적인 모델링, 분석 및 제어 설계 프레임워크를 제시하고 있다. 저자는 자율적인 전력 공유 및 주파수 교환을 위한 실행 가능한 방법들은 MTDC 그리드를 전반적으로 지원하며, 전체 안전성에 대한 영향을 줄 것이라고 밝혔다. 또한 DC 고장 전류 중단과 관련한 전체적인 문제점 및 지금 진행 중인 연구 개발 이니셔티브 등을 소개하고 있다.

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 11월 5일]