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[아침시평] 에너지산업과 인공지능

@김수형 전남대학교 AI융합대학장 입력 2021.01.08. 14:27 수정 2021.01.10. 14:30

광주시의 3대 전략산업 중 하나인 에너지산업 분야에서도 인공지능기술과의 융합을 통한 산업혁신이 진행되고 있다. 인공지능 및 IT 기술과의 접목을 통해 에너지의 생산, 유통, 소비 등의 과정에 많은 변화가 있을 것으로 예상된다.

'에너지 생산'의 측면에서 인공지능기술은 에너지 생산의 효율성과 예측가능성을 높여준다. 현재 우리나라의 에너지원별 생산 비중을 살펴보면 여전히 화력발전과 원자력발전이 대부분을 차지하고 있으며, 풍력발전이나 태양광발전 등을 통해 생산되는 신재생에너지의 비중은 6.5%에 불과하다. 정부에서는 탄소 배출을 줄이고 지구온난화를 방지하기 위해 2030년까지 신재생에너지의 발전비중을 20%까지 확충한다고 한다. 전문가들의 견해에 의하면 신재생에너지의 생산 비중을 늘리기 위해서는 발전설비를 확충하는 것 못지않게 인공지능 기술을 통한 생산효율 극대화가 필요하다고 한다.

풍력발전의 경우 다음과 같은 형태로 인공지능기술을 활용할 수 있다. 첫 번째는 풍속과 풍향을 미리 파악하고 이에 따라 전력생산량을 예측하는 것이다. 이를 위해 인공위성 데이터와 기상 데이터뿐만 아니라 풍력발전기마다 설치된 풍향 및 풍속 데이터가 함께 이용된다. 두 번째는 선제적 유지보수이다. 해상풍력발전에서는 전체 생산비용 중 유지보수 비용이 큰 비중을 차지하므로 고장을 미리 예측하고 예방하기 위한 대책을 사전에 세워야 하는데, 이 과정에 다양한 형태의 인공지능기술이 사용될 수 있다. 세 번째는 풍력발전기의 발전효율을 극대화하는 연구이다. 과거의 자료를 학습하여 최적의 조건으로 발전기를 제어하는 것이다.

태양광 발전의 경우에도 태양의 위치를 자동으로 추적하여 태양광 모듈의 발전량을 극대화시키거나, 기상 데이터를 바탕으로 악천후를 예측하여 태양광 센서의 파손을 사전에 방지하는 등의 목적으로 인공지능 기술을 활용할 수 있다. 드론을 띄워 태양광 패널의 외부적 결함을 자동으로 검사하는 것도 가능하다.

'에너지 소비'의 측면에서 인공지능기술은 에너지의 낭비를 줄이는데 중요한 역할을 할 수 있다. 스마트그리드(Smart Grid)로 불리우는 지능형 전력망은 일반 가정에서 사용하는 TV, 냉장고와 같은 전자제품뿐 아니라 공장에서 돌아가는 산업용 장비들까지 전기가 흐르는 모든 것을 인터넷에 연결하여 효율적으로 관리하는 신개념 시스템이다. 스마트폰을 통해 언제 어느 곳에서나 내가 사용하는 에너지를 확인하여 불필요한 에너지의 낭비를 차단하고, 요금이 비싼 시간대를 피해 전기를 사용하는 등의 효율적인 에너지 소비가 가능해진다.

전력을 제공하는 공급자의 입장에서도 스마트그리드를 통해 지역별, 건물별, 가구별 전력사용 현황을 실시간으로 파악할 수 있기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에 불필요하게 많은 예비전력을 확보할 필요가 없고, 필요한 시점에 필요한 만큼의 전력을 공급함으로서 낭비되는 에너지를 최소화하고 일시적 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.

스마트그리드 시스템이 정착되고 나면 에너지 생산, 유통, 소비와 관련된 빅데이터 확보가 용이해지고, 이를 활용한 다양한 부가서비스를 제공하는 비즈니스가 활성화 될 것으로 예상된다. 스마트그리드는 고부가가치를 창출하는 미래형 에너지산업의 플랫폼이 될 것이다.

인공지능기술을 통한 에너지산업의 혁신은 현재 진행형이다. 광주·전남은 이러한 미래형 에너지산업을 육성하는데 유리한 조건을 갖추고 있다. 우선, 한국전력을 비롯하여 한전 KPS, 한전 KDN, 한전 MCS 등과 같은 계열사 및 협력기업이 나주 빛가람 에너지밸리에 포진하고 있다. 전남 남해안의 해안선을 따라 풍력발전 및 태양광발전 단지를 구축하는 것도 수익성이 높을 것으로 판단된다. 또한, 첨단3지구의 인공지능 산업융합 집적단지 조성사업에서도 AI+에너지 산업융합을 추진하고 있다. 이렇듯 유리한 여건을 바탕으로 광주·전남이 우리나라 미래형 에너지산업의 중심도시로 자리매김할 것으로 기대된다. 김수형 전남대학교 AI융합대학장

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