|
 전력을 저장하는 일은 복잡하면서 고비용이 필요하다. 그러나 전력 그리드와 멀리 떨어진 지역에서 독자적인 발전을 통해 전기를 이용하는 사람들에게는 이러한 값비싼 에너지 저장 수단이 필요하다. 따라서 발전되었을 때 전기를 바로 활용할 수 있다면 보다 경제적인 방안이 될 수 있다. 이러한 대안은 스마트 에너지 관리 시스템을 이용하여 가능하게 될 전망이다.
과일, 곡식과 오렌지, 밀, 콩, 올리브와 같은 콩과식물(Leguminous Plant)은 뜨겁고 건조한 기후에서 자라기 때문에 정기적으로 관개(Irrigating)해야만 한다. 그리고 사용되는 물의 대부분은 깊은 우물에서 끌어 올려 얻어진다. 현재 대다수의 이집트 농부들은 농장에 물을 대기 위해 디젤 발전기를 사용하고 있다. 상 이집트(Upper Egypt)의 프로젝트는 이러한 방법외에 다른 방안이 가능하다는 것을 보여준다. 이 프로젝트에서는 단독형 태양광발전(Photovoltaic) 시스템을 이용하여 밀밭에 물을 공급하고 있다.
높은 효율성과 독특한 구조 때문에 기존 PV 모듈 대비 적은 공간이 필요한 집광형 태양광발전 시스템(Concentrator Photovoltaic System, CPV) 모듈은 태양광을 프레넬(Fresnel) 렌즈를 통해 다중접합 태양전지(Multi-junction Solar Cell)에 집중하는 방식으로 에너지를 공급한다. 추적모터를 사용하는 CPV 시스템은 최적의 태양광을 확보할 수 있도록 정확하게 태양을 추적할 수 있다. 이들은 105 피트(약 32m) 지하에 있는 우물에서 물을 끌어올리는 수중용 펌프와 농부가 마실 수 있도록 물을 담수화하는 작은 장치에 필요한 에너지를 공급하는 역할을 한다. 또한 PV 모듈 추적기, 모니터링 및 제어 시스템, 에어컨 시스템 등의 전기 공급에도 활용될 수 있다.
이러한 시스템을 가능한 경제적으로 만들기 위하여 개발사들은 태양전지에서 얻어지는 에너지를 저장할 수 있는 값비싼 배터리를 배제하고 있다. 독일 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute) 태양전지 시스템의 Jakob Wachtel는 “전력 그리드가 없는 곳에서 PV 시스템은 운영비용이 낮기 때문에 비용-효율적으로 운영되고 있다. 유일한 문제는 초기 투자비용이 높다는 것이며, 배터리가 비용상승의 주 원인이 되고 있다.”라고 설명하였다. Wachtel의 동료인 Alexander Schies는 “CPV에 의해 얻어지는 에너지를 즉시 사용함으로써 고가의 에너지 저장장치 비용을 절감할 수 있다.”라고 덧붙였다.
정교한 에너지 관리 시스템은 에너지 생성을 모니터링하고 에너지를 필요로 한 곳에 즉각적으로 보낼 수 있다. 예를 들어 배수지(Water Reservoir)를 물로 채울 수 있는 수중 펌프, 토지에 물을 제공하기 위한 관개펌프 등에 필요시 전기를 보낼 수 있는 것이다. 그리고 소량의 에너지를 저장할 수 있는 소형 배터리를 사용하여 CPV 추적기와 측정시스템에 전기를 공급할 수 있다. Jakob Wachtel는 “아침에 CPV 모듈을 일정 위치로 정렬시키기 위해 예비전력이 필요하다.”라고 말한다. 실리콘으로 제조된 태양전지와는 다르게 집중형 태양광발전 시스템은 태양과 정확하게 일직선상에 놓여 있을 때 에너지를 공급할 수 있다.
관개 시스템에는 상태 데이터(Status Data)를 에너지 관리 시스템으로 보낼 수 있는 소형제어장치가 있다. ISE에서 개발한 UESP(Universal Energy Supply Protocol)는 이러한 에너지 수요 관리에 맞게끔 설계되었다. 현재 UESP는 그리드 독립에너지 공급시스템을 위한 적용 프로파일로서 CANopen 프로토콜에 통합되어 있다. CANopen 프로토콜은 자동화 기술에서 보편적으로 사용되는 기술로 전기장치의 제어 표준으로 받아들여지고 있다. Alexander Schies는 “이러한 프로토콜로 작동할 수 있는 모든 시스템은 제조사와 무관하게 CANopen를 이해할 수 있는 장치에 언제든지 확장될 수 있다. 이러한 점은 교체될 필요성이 있는 부품이 발생했을 때 실용적이다.”라고 강조하였다. 그리고 비용 절감에도 도움이 될 것이다. 또한 유지관리와 향후 단독형 CPV 시스템 개발을 단순화하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
출처 : http://www.physorg.com/news/2011-08-solar-power-shelf-life.html |