태양광이 전력수요 패턴 바꾼다
태양광이 전력수요 패턴 바꾼다
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  • 이상복 기자
  • 승인 2019.08.26 06:05
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올해 3월 중순 최대 원전 8기분(823만kW) 대체
평일 오후 전력피크 15~17시서 20시로 이동중
AS시장 정상화, 발전량 예측 등 사전 대책 필요
▲3월말 평일 맑은날 오후 1시 기준 연도별 최대 태양광발전량 변화 추이 추정값
▲3월말 평일 맑은날 오후 1시 기준 연도별 최대 태양광발전량 변화 추이

[이투뉴스] 햇빛으로 만든 전기가 예상보다 빠르게 원전‧석탄‧가스발전을 대체하고 있다. 일사량이 좋은 올봄 한낮의 경우 태양광이 순간 최대 원전 8기분 전력을 공급한 것으로 나타났다. 이 추세로 태양광이 늘어나면 2030년 주간 전력피크는 한낮이 아니라 저녁 8시에 나타날 전망이다. 주간 수요 상당량을 태양광이 대체하기 때문이다.

전력당국의 내부 분석에 따르면 올해 3월 22일 오후 1시 기준 태양광 최대 발전량은 약 823만kW로 2년 전(2017년 3월 30일 400만kW)보다 갑절 이상 증가했다. 매년 3월말 발전량은 2013년 80만kW, 2015년 234만kW 순으로 완만하게 늘어나다가 2017년부터 증가세가 가팔라져 지난해 652만kW를 기록했다.

연중 햇빛이 가장 좋은 봄철 맑은 날 한낮을 기준으로 실시간 계량이 안되는 발전기들과 낮시간대 ESS(에너지저장장치)로 충전되는 양까지 포함시켜 낸 추계다. 햇빛만 좋다며 현재 전국에 설치된 태양광 설비로도 1000MW급 원전 8기, 500MW급 표준석탄 16기가 생산하는 전력 만큼을 공급할 수 있다는 의미다.

다만 1MW이하 한전 직거래(PPA) 중‧소용량과 상계거래가 이뤄지는 자가용은 실시간 계량을 하지 않아 현재로선 오차없는 발전량 계산이 어렵다. 이를 보완하기 위해 당국은 실시간 발전량 측정이 가능한 전력시장 거래발전기 실적에 나머지 PPA, 자가용 비율을 대입해 이처럼 전체 발전량을 추정했다.

올해 6월 기준 국내 태양광 설비용량은 1100만kW로 한전 PPA가 550만kW로 가장 많고, 뒤이어 전력시장 280만kW, 자가용 275만kW 순이다. 2013년 106kW에서 6년 사이 10배나 설비가 증가했다.

늘어나는 태양광은 전력수요 패턴도 바꾸고 있다. 발전 특성상 일출 이후부터 일몰전까지만 전력을 생산하고, 생산과 동시에 배전망이나 가정내에서 소비되는 양도 비례해 늘고 있어 전체 주간 수요가 갈수록 감소하는 모습으로 나타나고 있는 것이다. 

당국 수요변화 분석에 의하면, 냉난방 부하가 거의 없는 4~5월 기준 평일 오전피크는 11시에서 9시로, 오후피크는 15시에서 20시로 각각 이동 중이다. 또 새벽 4~5시에 나타나던 주말 최소수요는 2017년부터 오후 1시 발생빈도가 늘고 있다. 평일 피크이동은 일사량 변화 때문이고, 주말 최소수요는 부하는 적은데 그 시간대 발전량이 가장 많아서다.

▲일사량에 따라 발전량이 달라지는 태양광설비가 꾸준히 증가하면서 국내 전력수요(순부하) 패턴도 크게 달라지고 있다. 사진은 강원도 인제군 농촌마을의 태양광 설비와 배전망.
▲일사량에 따라 발전량이 달라지는 태양광설비가 꾸준히 증가하면서 국내 전력수요(순부하) 패턴도 크게 달라지고 있다. 사진은 강원도 인제군 농촌마을의 태양광 설비와 배전망.

무공해 전원 비중이 늘어나는 건 반가운 일이지만 그만큼 대비해야 할 일도 늘고 있다. 날씨가 흐렸던 지난 4월 10일 기준 최대수요와 맑았던 이튿날 수요편차는 360만~560만kW까지 벌어졌다. 또 10일 15시에 나타났던 오후피크는 날씨가 맑았던 이튿날(11일)엔 해가 완전히 저문 20시로 이동했다. 날씨에 따라 전력수급 패턴도 달라져야 한다는 얘기다.

현 추세로 태양광이 꾸준히 증가한다는 가정(8차 전력수급계획 목표값 기준) 아래 평일 20시에 최대피크가 나타날 확률은 올해 19%에서 2030년 81%로 상승하고, 태양광 발전량이 가장 많은 한낮(13시)에 최소수요를 기록할 확률은 2022년 3%, 2030년 74%까지 증가한다. 또 맑은날과 흐린날 오후 1시 수요편차는 2030년 1560만kW까지 벌어질 전망이다.

전력당국 관계자는 "태양광 간헐성과 변동성 증대에 대비해 수요예측 정확도를 높이는 방안을 강구하는 한편 보조서비스시장(AS) 보상체계 강화, DR(수요관리) 및 소규모 중개시장 등의 유연성 전원 확대, 실시간 전력시장 도입, 변동성에 대응할 양수·ESS·LNG 등 속응성 전원확보 등의 선행 조치가 필요한 시점"이라고 지적했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com   



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