독일 변전소 1313곳, 배터리 연결로 태양광 150GW 추가 수용 가능

독일의 변전소가 대규모 배터리 저장장치와 연계됨으로써 태양광 발전의 잠재력을 극대화할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 이는 기존 변압기 용량의 여유를 활용해 약 150GW의 태양광을 추가로 수용할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 이 연구는 독일의 태양광 산업 협회(BSW-Solar)의 의뢰로 진행된 것으로, 태양광 발전 효율을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

변전소와 배터리의 시너지 효과

독일 프라운호퍼 에너지경제·에너지시스템기술연구소(Fraunhofer IEE)는 변전소와 대규모 배터리를 결합해 태양광 발전량의 피크를 효과적으로 조절할 수 있는 방안을 모색했다. 연구진은 고압 및 중압 전력망을 연결하는 변전소의 변압기들이 연중 최대 출력으로 가동되지 않는 점에 주목했다. 이 점을 활용하여, 태양광 발전량이 급증할 때 배터리가 전력을 저장하고, 여유가 생긴 시간대에 방전하는 방식으로 기존 변압기의 용량을 더 효율적으로 활용할 수 있다.

연구에서는 독일 전역의 실제 운영 중인 변전소 데이터를 분석하여, 변압기 용량이 15에서 80메가볼트암페어(MVA)인 20대의 변압기를 대상으로 시뮬레이션을 진행했다. 이 과정에서 태양광과 풍력 등 기존 재생에너지 설비와 새로운 발전설비를 결합한 경우, 변압기 정격용량의 200%까지 설치 가능하다는 결과를 도출했다. 예를 들어, 100MW 용량의 변압기는 200MW 규모의 발전설비와 연결될 수 있다는 것.

150GW의 추가 설치 가능성

연구진은 독일 내 3621개의 중·고압 변전소를 분석하였고, 이 중 기존 재생에너지가 높은 1313곳을 별도로 분류하여 심층 분석했다. 이들 변전소는 약 150GW의 태양광 추가 설치가 가능할 것으로 예상되며, 이는 현재 독일에 설치된 전체 태양광 용량인 128GW를 초과하는 수치다. 연구에 따르면 이와 함께 약 60GW·240GWh 규모의 배터리를 적용해야 하며, 이는 태양광 발전의 피크 기간에 발생하는 출력 제한을 최소화하는 데 기여할 예정이다.

그러나 연구진은 이 수치를 실제 이용 가능한 용량으로 단순 해석해서는 안 된다고 경고했다. 변전소의 상하위 전력망 상태와 배터리의 경제성, 부지 확보 가능성 등 다양한 요소가 고려되어야 하기 때문이다. 따라서 연구 결과는 잠재적인 수치일 뿐, 실제 상황에서는 더 많은 변수들이 작용할 수 있다.

향후 전망

독일태양광산업협회는 이번 연구 결과를 바탕으로 변전소 주변에 계통 지원형 배터리를 확대하고, 전력망의 디지털화를 강화할 필요성을 강조하고 있다. 이는 효율적인 전력 흐름 관리와 함께 태양광 발전의 지속 가능한 확장을 위한 필수 조건으로 여겨진다. 대규모 태양광 발전이 반드시 변압기 증설로 이어져야 하는 것이 아니라는 점은, 향후 에너지 전환 과정에서 새로운 접근 방식을 제시할 수 있는 기회를 제공할 것으로 보인다. 따라서, 향후 실질적인 정책과 기술 개발이 필요하며, 이를 통해 재생에너지의 효율성을 높이고 지속 가능한 에너지 시스템을 구축할 수 있기를 기대한다.