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연평균​ 50건 ‘태양광 화재’… ‘AI 기반 검출기’로 잡는다

‘태양광 아크 검출기’ 개발한 (주)오앤엠코리아

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조영관 기자
기사입력 2021/03/04 [14:29]

 

태양광 시장, 2030년에는 41조로 성장 전망

‘DC 아크 검출기’로 화재예방·오작동 방지

향후 1조 3,848억원 아크검출기 시장 선점 나서

 

▲ 이상규 (주)오앤엠코리아 대표는 “이번에 개발한 ‘DC 아크 검출기’와 기존 인버터 간 상호 정보 교환이 중요한 만큼 인버터 업체와의 협업을 추진하는 가운데, 인버터와 접속반을 특화시켜 태양광 설비의 조달우수업체가 될 것”이라며 “급변하는 에너지 전환 생태계에서 경쟁력을 갖춘 전문기업으로 성장해 나아갈 것“이라고 말했다.                  © 매일건설신문

 

전력 분야 엔지니어링 전문기업 (주)오앤엠코리아(대표 이상규)가 산업통상자원부의 에너지기술개발사업을 통해 태양광 설비의 자연·환경적인 부식 및 시공 부실로 인한 DC(직류) 아크(전기 불꽃) 발생을 차단해 화재를 방지하는 ‘태양광 아크 검출 및 차단 장치’ 기술 개발에 나섰다. 지난 2019년 5월 시작된 ‘중대형 PV(광발전) 시스템 안전보호를 위한 직류 아크 차단기술 개발 및 성능 평가 시스템 구축’ 사업은 올해 태양광 발전소 현장 실증을 착수해 내년 4월까지 진행될 예정으로 28억원이 투입됐다.

 

오앤엠코리아는 이번 사업을 통해 PV 시스템의 화재를 예방하기 위한 아크 검출기술과 장치를 개발했다. 아울러 PV 시스템 설치의 기준과 표준을 제정하고, 국제표준에 기반 DC 아크 검출 장치의 성능평가 시스템을 구축한다는 목표다. 

 

이상규 오앤엠코리아 대표는 “인공지능(AI) 기술을 기반으로 시간과 주파수를 이용해 아크를 검출하고 아크 전류를 신속히 차단하는 기술”이라며 “기존의 저가 제품과 차별화해 신뢰성이 향상된 고부가가치 제품을 공급할 계획”이라고 밝혔다. 

 

오앤엠코리아는 보호시스템·전력설비 시험, 절연(絶緣) 진단 분야 등 전력분야 엔지니어링 전문 기업으로 한국수력원자력, 발전 5개사 및 한전KPS를 비롯해 민간 발전사의 정비협력업체다. 지난 2014년 설립돼 발전소 종합 정비 및 신재생에너지 공급업체로 사업을 확장하고 있다.

 

오앤엠코리아가 개발한 ‘직류 아크 차단기술(DC 아크 검출기)’은 인버터(전력변환장치) 등 외부 전자 기기의 잡음으로 인한 DC(직류) 아크 검출의 오동작 방지로 발전 손실 방지하고, 대용량 태양광 설비에서 DC 아크 발생 전선을 분리·차단해 태양광 발전 손실을 최소화한다. 이상규 대표는 “국내에 설치되는 태양광 판넬과 인버터는 거의 중국에서 수입하고 있는 가운데 우리나라는 전선과 접속반(전기를 모으는 것)만 설치하고 있는 수준”이라며 “그 접속반의 MCCB(배선용차단기)도 중국산을 쓰고 있는 실정에서 접속반에 들어가는 검출기를 국산하는 것”이라고 설명했다. 

 

태양광 설비는 DC 아크 발생으로 매년 화재 사고가 끊이지 않고 있는 실정이다. 산업통상자원부의 ‘재생에너지 3020 이행계획’의 신규 태양광 설비 건설 계획에 따르면, 국내 전체 태양광 발전 설비 430,622개소(2018년 상반기) 중 5년(2013~2017년) 동안 연평균​ 50건의 화재가 발생한 가운데 건당 약 295만원의 재산피해가 발생한 것으로 나타났다. 주 화재 원인으로는 전선 절연, 인버터 과열, 접속함 결함 등의 전기 관련 설비 및 부품에서 접촉 불량, 습기, 부식, 연결 케이블 손상 및 외함 파손 등의 원인으로 인한 화재사고가 78%(194건)로 대다수를 차지했다. 

 

이상규 대표는 “국내 PV 시스템 DC 아크 검출 국내 기술로 등록된 특허와 시장에 판매하는 국내 제품은 미국 및 유럽의 DC 아크 검출 방법과 유사한 방향으로 기술개발이 이뤄지고 있다”며 “PV 시스템 DC 아크 검출 장치의 규격은 태양광 아크차단기 시험 표준인 미국의 ‘UL1699B 규격’을 따른다”고 설명했다. 

 

▲ 아크 검출 장치(왼쪽)와 아크 검출 장치가 내장된 아크 차단 장치에 표시된 아크 검출 상태 모습(오른쪽)                   © 매일건설신문

 

세계적으로도 PV 시스템 설치가 활성화됨에 따라 DC 아크 검출 및 차단 관련 기술이 개발되고 있다. 그러나 아직 DC 아크 검출기술이 완벽하지 않아 외국에서도 오동작으로 인한 화재가 빈번히 발생하고 있는 것으로 알려졌다. 

 

정부의 재생에너지3020 이행계획에 따라 재생 에너지 발전량은 2030년까지 태양광 및 풍력 중심으로 20% 확대될 예정으로 ‘DC 아크 검출기’의 시장 규모도 커질 전망이다. 국내 태양광 발전 시스템 시장 규모는 2017년 신설 보급용량 기준 1,362MW으로 약 1조 3,620억 원에서 2조 430억 원으로 추정된다. 이에 따라 ‘DC 아크 검출기’ 신규 설치 개수는 136,200개이며, 시장 규모는 408억 원에서 681억 원으로 전망된다. 

 

2030년까지 27,696MW 태양광 설비가 증가될 경우  태양광 전체 시장규모는 2019년 100kW급 기준 태양광 발전시스템 설치비용으로 계산하면 27조 6,960억 원에서 41조 5,440억 원 수준으로 전망된다. 이에 따라 DC 아크 검출기 신규 설치 개수는 2,769,600개로 8,308억 원에서 1조 3,848억 원으로 시장규모가 크게 증가될 것으로 예상된다. 

 

오앤엠코리아는 ‘DC 아크 검출 알고리즘’ 특허를 출원했다. AI(인공지능) 등 4가지 기법을 이용한 아크 검출 방법과 VHF(주파수 초단파) 기법을 포함한 아크 검출 종합 모니터링 시스템을 사업화할 예정이다. ‘DC 아크 검출기’ 개발로 PV(광발전) 시스템에서 DC 아크를 검출해 화재를 예방하고 오동작을 방지해 PV 시스템 운영 신뢰성을 높이고 전력 생산 효율을 최적화한다는 목표다. 

 

이상규 대표는 “이번에 개발한 ‘DC 아크 검출기’와 기존 인버터 간 상호 정보 교환이 중요한 만큼 인버터 업체와의 협업을 추진하는 가운데, 인버터와 접속반을 특화시켜 태양광 설비의 조달우수업체가 될 것”이라며 “급변하는 에너지 전환 생태계에서 경쟁력을 갖춘 전문기업으로 성장해 나아갈 것”이라고 말했다. 

 

 

/조영관 기자 

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