태양광 '트립'이 재생 에너지에 대한 그리드 위협인 이유

지난해 5월 9일은 서부 텍사스에서 태양광 발전이 이뤄지는 전형적인 날로 여겨졌습니다. 그런데 오전 11시 21분경에 문제가 발생했습니다.

텍사스 전력신뢰성위원회(ERCOT)에 따르면 오데사에 있는 천연가스 발전소에 연결된 전력망의 결함으로 인해 대량의 태양광 발전 용량이 예기치 않게 오프라인 상태가 된 것으로 보입니다. 태양광 출력 손실은 당시 주 대부분에 걸쳐 있는 ERCOT 그리드 지역의 총 태양광 용량의 13% 이상을 차지했습니다.

모든 태양광 장치가 6분 이내에 다시 가동되었지만, 이번 사건은 청정 에너지 자원이 계속해서 화석 연료를 대체함에 따라 전문가들이 해결해야 한다고 경고하는 전력 부문의 지속적인 과제를 강조했습니다.

NERC(North American Electric Reliability Corporation)의 엔지니어링 및 보안 통합 담당 이사인 Ryan Quint는 "텍사스에서와 마찬가지로 태양광 기술의 엄청난 붐이 상당히 빠르게 나타나고 있습니다"라고 말했습니다. "그리고 지금 우리는 갑자기 매우 큰 소란을 목격하고 있습니다."

미국 전역에서 무탄소 자원은 전력 믹스와 제안된 신세대 발전의 대다수를 차지하는 비중이 점점 커지고 있습니다. 그리드 전문가에 따르면 지난 여름, 그리드 운영자가 극심한 더위로 인해 발생하는 높은 전력 수요와 씨름하면서 텍사스와 캘리포니아에서 태양광 및 배터리 저장 시스템이 전력 공급을 유지하는 데 도움이 되었다고 합니다.

그럼에도 불구하고, 지난해 오데사 근처에서 일어난 소란은 이례적이었지만, 그것은 고립된 사건이 ​​아니었습니다. 전문가들은 업계와 규제 당국이 향후 재생 에너지 "트립" 사건을 방지하기 위해 조치를 취하지 않으면 이러한 사고가 충분히 확산되면 정전을 촉발하고 재생 에너지에 대한 대중의 인식을 손상시킬 수 있다고 말합니다.

500마일에 걸쳐 발생한 텍사스의 트립 사고와 기타 유사한 사고는 태양광, 풍력 및 배터리 저장 시스템에서 생성된 전기를 그리드에서 사용되는 전력으로 변환하는 인버터와 관련되어 있습니다. 화석 연료 발전소, 원자력 발전소, 수력 발전 댐과 같은 기존 발전기는 전력을 생산하는 방식이 다르기 때문에 인버터가 필요하지 않습니다.

Quint는 "인버터 기술에 점점 더 의존해야 하기 때문에 예상치 못한 트리핑이나 예상치 못한 성능과 같은 시스템적 신뢰성 위험 문제가 발생하지 않는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다."라고 말했습니다.

재생 가능 또는 "인버터 기반" 자원은 기존 발전기에 부족한 귀중한 특성을 가지고 있다고 전문가들은 말합니다. 기존 발전소보다 훨씬 더 빠르게 상승 및 하강할 수 있으므로 트립 사고는 일반적으로 몇 분 이상 지속되지 않습니다.

그러나 인버터는 특정 방식으로 작동하도록 프로그래밍되어야 하며, 일부는 전기적 결함이 발생할 경우 이를 극복하지 않고 오프라인 상태로 전환되도록 설계되었다고 비영리 에너지 시스템 통합 그룹(Energy Systems Integration Group)의 부국장인 Debra Lew는 말했습니다.

"[프로그래밍]은 여러분에게 많은 플레이 공간을 제공합니다"라고 Lew는 말했습니다. "당신은 온갖 미친 짓을 할 수 있다. 대단한 일도 할 수 있고, 형편없는 일도 할 수 있다."

National Renewable의 수석 엔지니어인 Barry Mather는 2000년대와 2010년대에 태양열 및 풍력 발전 단지가 에너지 산업에서 중요한 역할을 했을 때 오류 발생 시 인버터가 일시적으로 오프라인으로 전환되도록 프로그래밍하는 것이 합리적이었을 수 있다고 말했습니다. 에너지 연구소(NREL).

고장은 떨어진 전선, 번개 또는 기타 일반적인 장애로 인해 발생할 수 있습니다. 인버터 기반 자원에 의한 대응은 장비 손상을 방지하기 위한 것이었고 당시 재생 에너지는 그리드의 아주 작은 부분을 차지했기 때문에 처음에는 그리드 전체에 거의 영향을 미치지 않았다고 Mather는 지적했습니다.

Quint는 텍사스와 다른 곳에서 인버터를 개선하기 위한 진전이 이루어지고 있다고 말했지만, 다른 사람들은 업계와 규제 기관이 현재 이 문제를 긴급하게 처리하고 있다는 점에 대해 낙관적이지 않습니다.

Mather는 "사실 우리는 해결책 측면에서 실제로 진전을 이루지 못하고 있습니다."라고 말했습니다. "우리는 한 이벤트에 대한 문제를 해결하고 다음 이벤트는 꽤 다르게 발생합니다."