전기에너지 절감을 위한 다양한 방식이 시도된다.
일반적 전기에너지 절감 방법은 전력사용으로 증가한 전압을 낮추는 방식이다. 낮아진 전압 비율만큼 소비에너지를 절약한다. 에너지 절감효과를 얻으면서 적정 전압을 유지하려면 공급전압을 강압하거나 승압하는 작업이 병행된다. 이 같은 절전방식은 전력 품질을 고려하지 않은 전기에너지 절전방식이다.
군산대학교 산학협력단은 절전은 물론이고 전력품질 개선이 가능한 다기능 절전장치를 개발, 소개했다. 이 기술은 두 대의 인버터를 이용해 계통전원을 고품질로 유지하면서 소비전력을 획기적으로 저감한다.
전력 계통의 품질은 역률과 전고조파왜곡률(THD)이라는 두 가지 조건을 조정해 개선할 수 있다. 이상적 계통전원은 역률 1과 THD 0%다. 전력 사용으로 전압과 전류의 위상차가 발생하면 역률은 감소하고 THD는 증가하므로 그 위상차를 보정해줘야 한다.
두 인버터 중 전류제어형 전압원 인버터가 전류의 위상차와 찌그러짐을 보상해 역률을 향상시킨다. 또 다른 전압제어형 전압원 인버터는 획득 가능한 에너지를 계통에 회생시키는 역할을 맞는다.
두 인버터를 이용한 시뮬레이션 결과 높은 전압에도 전류의 안정화가 이뤄졌다. 그와 동시에 26%의 에너지가 절감되고 에너지 회생과 전력품질 향상효과도 확인했다.
전기에너지 절전장치에 태양광 등의 대체에너지와 배터리를 추가할 수 있다. 이를 이용해 에너지 절감과 전력품질 향상은 물론이고 수요관리제어와 무정전 전원장치의 기능도 수행할 수 있다.
윤대원기자 yun1972@etnews.com
