최적의 루프탑 태양광발전소 운영…옵티마이저 기능으로 안정성·효율 높여

[인더스트리뉴스 이건오 기자] 최적의 태양광발전소 운영에 있어 인버터는 가장 핵심적인 역할을 담당한다. 정교한 기술력과 내구성을 갖춘 인버터가 시장을 주도하고 있으며, 최근 지붕 등 건물에 설치되는 태양광 설비가 늘면서 안전과 효율적인 운영을 위한 다양한 기능의 인버터가 주목받고 있다. 특히, 옵티마이저 기능은 태양광발전소가 효율적인 에너지 변환과 최적화를 이룰 수 있도록 지원하며, 화재와 음영 이슈 대응에도 기여해 안정적인 전기 생산을 돕는다.

동서남북 4방위로 설치된 비에스텍 370kW 규모 지붕형 태양광발전소 전경 [자료=비에스텍]

본지는 태양광 설계·시공·운영부터 ESS, 전기차 충전기 생산 등 친환경 에너지 개발을 선도하고 있는 비에스텍의 태양광발전소를 찾아 인버터 적용 기술과 운영 과정에서의 생생한 경험담을 취재했다. 

경북도 경산 소재의 비에스텍 본사에 구축된 지붕형 태양광발전소는 370kW 규모로 동서남북 4방위로 설치돼있다. 이 발전소는 비에스텍의 지붕형 태양광발전소 사업 확대를 위한 신뢰성 데이터 확보와 안정적인 운영을 위해 개발됐다.

비에스텍 최한길 대표는 “본사 지붕 4방위에 설치된 광석 1~5호 태양광발전소는 지붕형 태양광 시장에 최적화된 솔루션을 제공하고 고객의 안정적인 고수익 창출을 지원하기 위해서다”라며, “옵티마이저 기능이 더해진 화웨이 인버터를 적용해 음영과 설치 방향에 구애받지 않고 동일면적 대비 최대의 발전용량, 발전효율을 위한 데이터를 확보하고 있다”고 전했다.

본지는 현장에 적용된 인버터 운영 담당자인 한국화웨이기술 최대건 과장, 박준일 사원을 만나 화웨이 인버터와 옵티마이저 기능에 대해 심도 있는 인터뷰도 진행했다.

사진 왼쪽부터 한국화웨이기술 최대건 과장, 박준일 사원 [사진=인더스트리뉴스]

옵티마이저 솔루션이 적용된 인버터 설치 현장에서 의미 있는 내용이 나왔나?

실제 설치 환경의 일부 면적이 루프탑 구조물과 전신주, 전선로로 인한 고정 음영이 발생하는 환경이었다. 보통 이러한 공간은 모듈 시공 면적에서 제외하지만, 화웨이 옵티마이저 솔루션을 적용해 루프탑 단위 면적 당 최대용량의 설계와 발전효율의 극대화 효과를 얻었다.

옵티마이저 솔루션에 대한 자세한 소개와 기대할 수 있는 바는?

화웨이 옵티마이저 솔루션을 적용했을 때 기대할 수 있는 효과는 크게 세 가지가 있다. 먼저 설계 용이성 및 발전효율 상승이다. 발전량에 직간접적으로 작용하는 다양한 요인들을 모두 디지털화하고 모듈 간 전력 불일치로 인한 발전효율 저하를 방지해 발전량을 극대화한다. 음영, 경사, 방향 등 어레이 설계 시 고려돼야 하는 다양한 설치환경조건 및 양면 모듈의 후면조건 등으로부터 설계 시 용이성을 갖게 되는 이점도 있다. 

두 번째는 안정적이고 효과적인 발전시스템 운영이다. 화웨이의 옵티마이저 솔루션 적용과 동시에 제공되는 웹(Web) & 앱(App)을 통한 모니터링은 전 세계 어디서든 실시간 모듈 단위 모니터링이 가능하다. 발전 설비들의 예상치 못한 문제가 발생했을 때 발생 위치를 정확하게 파악하기 때문에 설비 문제로 인한 발전량 손실을 최소화할 수 있다. 나아가 발전소 운영에서 장기적으로 O&M에 지출되는 비용과 시간을 매우 효과적으로 절감할 수 있다는 장점이 있다.

마지막으로 발전시스템의 안전성이다. 안전성은 화웨이에서 추구하는 가장 중요한 가치관 중 하나라고 생각한다. 화웨이 솔루션은 아크, 화재 등 설비에서 발생할 수 있는 이슈로  인한 인명피해와 자산의 손실방지에 가장 큰 목적을 두고 있다. 아직 국내에서는 강제하고 있지 않지만 이미 많은 글로벌 국가에서 RSD(Rapid Shut Down) 기능을 의무화해 인명 및 자산의 피해를 줄이고 있다.

비에스텍 광석 1~5호 지붕형 태양광발전소 구성과 화웨이 인버터, 옵티마이저가 적용된 현장 사진 [자료=비에스텍, 화웨이]

의무적으로 RSD 기능을 요구하는 해외사례에서 찾을 수 있는 의미는 무엇인가?

태양광발전소의 문제 해결을 위한 규정을 만들면서 RSD 기능의 강제 요구가 늘어가는 추세다. 미국, 캐나다를 비롯해 호주, 태국 등의 국가에서는 이미 의무사항이고, 유럽 등 이외의 국가에서도 파이낸싱 및 보험 요건 만족과 동시에 발전소의 안전 확보를 위해 RSD의 자체 규정이 증가하고 있는 추세다. 

우리나라 또한 루프탑 및 제로에너지건축물 형태의 분산형 발전소 증가세가 빠르게 늘고 있어 사업자의 자산과 발전 설비의 안정성, 인명피해 확산 가능성이 그 어느 때보다 주목되고 있다. 그동안 단기성 투자비용 회수에만 목메왔던 시장 트렌드가 최근 변화하고 있다는 것을 많이 체감하고 있다.

태양광 설치 현장에 적용 가능한 화웨이만의 솔루션이 있는지?

‘스마트 디자인 2.0’은 발전소의 설계 초기 단계에서 매우 유용하고 간편한 화웨이의 자체개발 설계 툴이다. 사용자에게 발전 시스템 설계에 필요한 면적 산정과 실제 현장의 음영을 설계에 반영하고 시뮬레이션에 따른 수익 분석을 제공하며, 현장 방문 없이 위성지도를 통한 모듈과 인버터의 최적 배치구성 또한 자동으로 가능하다. 

아울러 ESS 시스템 자동설계와 여러 시뮬레이션 간의 수익률 비교분석이 효과적으로 수행 가능하다. 이를 통한 시각적 3D 설계가 포함된 최종 설계 보고서를 사용자에게 간편하게 제공할 수 있다.

태양광 인버터 선정을 고민하고 있는 사업자들에게 조언한다면?

발전소 보급촉진 및 정책 지원이 만들어낸 산업 황금기 이후 여러 변곡점의 파고를 지나 성숙기로 접어든 지금, 한국화웨이 또한 한국 시장에서의 자리를 굳건히 지키고 있다. 

최근 인버터 선정에 대한 시장의 안목이 바뀌고 있다는 것을 체감하고 있다. 발전소 운영에 대한 데이터가 누적되면서 안정적인 발전소 운영을 위해 최적의 제품을 선정하는 것이 최우선 과제로 떠오르고 있는 것이다. 이는 지난 시장에서 단기간의 ROI 증가만을 목적으로 저가, 저내구성 위주의 제품선정에 대한 혹독한 결과를 맛봤기 때문이다.

최근 태양광 시장에서는 눈에 보이지 않는 품질과 운영 비용까지 고려한 장기적 관점에서의 요구가 이뤄지고 있다. 최근 개정된 <KS C 8565> 표준의 성능시험 항목인 인버터 계통지원 기능에 더해 특정 계통운영자가 인버터에 요구하는 기능 수준이 높아지는 등 더 신중한 제품선정에 대한 관점이 생겨나고 있음을 확인하고 있다. 이에 한국화웨이는 기술적인 요구사항을 만족하는데 그치지 않고 고객 중심의 상생 비즈니스를 기반으로 한 고품질, 고내구성 제품과 서비스 제공에 앞장서겠다.