VPP(Virtual Power Plant)란?

VPP는 Virtual Power Plant의 약자로 우리말로 "가상 발전소"라고도 합니다.
가상 발전소라고 하면 낯선 분들이 많으실 것 같습니다. 그럼 지금부터 전력 자유화와 전력 시스템 개혁이 진행됨에 따라 주목도도 높아지고 있는 VPP에 대해 알아보도록 하겠습니다.

VPP(Virtual Power Plant)란 무엇인가?

VPP는 소규모의 재생에너지 발전이나 축전지, 연료 전지 등의 설비와 전력의 수요를 관리하는 네트워크 시스템을 구성하고 이를 제어하는 것입니다.

다수의 소규모 발전 설비들을 마치 1개의 발전소와 같이 동작하도록 설계하고 이를 구현한 것을 VPP 즉, 가상 발전소라고 불립니다. 여기서 말하는 소규모 발전 설비는 쉽게 생각하면 우리가 흔히 일상에서 볼 수 있는 건물 옥상의 태양광도 해당될 수 있습니다.

비록 1개의 발전 설비가 소규모라고 할지라도 이들을 여러 개 묶어서 관리함으로써 대규모 발전 설비에 필적하는 전력이 될 수 있습니다. 이러한 장점들로 인해 효율적으로 수급 밸런스를 최적화시키는 기술로서 주목을 끌고 있습니다.

정리하자면 재생 에너지의 불확실한 발전량은 전력망에 대한 투자 단계에서 적절하게 예산을 산정하기도 힘들뿐더러 운영을 효율적으로 하기도 힘들 수 있습니다.

또한 소규모 발전 설비들의 경우 설치 수가 매우 많아 이를 개별적으로 관리하는 것은 불가능에 가깝습니다.

이러한 단점을 하나의 가상 발전소를 둠으로써 해결한 것이 VPP 기술이라고 볼 수 있을 것 같습니다.

VPP의 핵심 기술

VPP는 다수의 분산된 발전 설비들을 IT 기술을 통해 통합 운영할 수 있도록 하고 유연하게 제어할 수 있도록 하기 위한 기술입니다.

즉, 태양광, 풍력 발전 등과 같은 재생 에너지로 발전된 전기들을 ESS(기업 내 에너지 저장 시스템)에 저장하는 것이 핵심입니다.

그리고 각 ESS를 IT 기술을 통해 인터넷으로 연결하여 하나의 발전소처럼 관리할 수 있도록 하는 것이 또 다른 핵심 기술이라고 볼 수 있습니다.

따라서 VPP 구현의 핵심은 ESS와 IoT 기술입니다. 쉽게 설명하면, 다수의 ESS에 IoT 장비를 설치하고 여기서 얻은 데이터(충전 현황 정보, 실시간 전력 설비 현황 등)를 시스템에 보여주고 이를 운영자가 이용할 수 있도록 해주는 것이라고 볼 수 있습니다.

IoT(Internet of Things)

IoT에 대해 간단하게 설명하면, IoT는 Internet of Things의 약자로 사물인터넷이라고도 불립니다.

IoT를 통해 다양한 물건들이 인터넷에 접속되고 인터넷을 통해 서로 데이터를 교환함으로써 상호 제어가 가능해집니다.

IoT가 진화함에 따라 HEMS와 BEMS와 같은 에너지 관리 시스템(EMS)과 축전지 그룹 제어, 자동 제어 등이 가능해지면서 각 지역에서 에너지를 효과적으로 활용하는 스마트 시티, 스마트 커뮤니티와 같은 결과로도 이어질 수 있습니다.

VPP(Virtual Power Plant)의 장점

VPP는 전력 시스템의 다양한 과제를 해결할 것으로 기대되고 있습니다.

전력 시스템 전체의 경제 효율의 향상이나 재생 가능 에너지의 유효 활용, 전력 공급의 안정화에 필요한 비용의 저감에도 공헌할 수 있습니다.

발전 비용 절감에 의한 전력 시스템의 효율화

기존에 전력의 수요에 공급을 맞추는 방식에서는 적은 수요에 대해서도 발전 설비를 미리 준비해 두어야 합니다.

이렇게 준비된 발전 설비는 가동 빈도에 관계없이 지속적인 유지 및 관리가 요구됩니다. 하지만 VPP를 활용하여 전력 수요의 피크를 억제할 수 있다면 가동 빈도가 낮은 발전 설비를 준비할 필요가 없어진다.

유지 관리 비용뿐만 아니라 가동을 위한 연료 비용도 절약할 수 있어, 결과적으로 전력 시스템 전체의 경제성이 향상된다고 볼 수 있습니다.

재생에너지의 활용

태양광 발전이나 풍력 발전 등 재생 에너지는 기상 조건에 따라 발전 출력이 변동합니다.

즉, 발전량이 불확실하기 때문에 전력의 수요와 공급을 일치시키는 것이 해결해야 할 과제라고 볼 수 있습니다. 하지만 VPP를 활용하면 전력의 수급을 조정하는 효과도 기대해 볼 수 있습니다.

이렇듯 재생 에너지를 통한 전력 공금은 불확실성과 변동성을 관리하는 것이 매우 중요한 과제입니다. 이러한 과제를 VPP에 의해 해결할 수 있다면 재생 에너지의 활용과 추가 도입 확대로 이어질 수 있습니다.

전력의 안정적인 공급을 위한 비용 절감

전력을 안정적으로 공급하기 위해 지금까지는 화력발전이나 양수발전 등 발전소를 제어하여 전력수급을 일치시키는 방법이 일반적이었습니다.

하지만 VPP를 활용하는 경우 개인이 가진 에너지 자원 등을 활용하여 전력의 공급 균형을 유지합니다.

이러한 방식의 장점은 개인의 에너지 자원은 자신의 생산 활동에 의해 만들어진 것이기 때문에 대규모 발전소를 제어하는 것보다 적은 비용으로 공급 안정화를 이뤄낼 수 있습니다.

가장 대표적인 예로 요즘 들어 개개인의 주거지 옥상에서 활용하는 있는 태양광 발전 설비가 있을 것 같습니다.

결론

개인적인 의견으로 VPP에 대해 정확한 개념을 이해하는 것은 쉽지 않다고 생각합니다.

하지만 VPP를 통해 재생 에너지의 효율적인 관리가 가능해지고 이는 재생 에너지에 대한 투자 확대 및 친환경 에너지 사회로 이어지는 하나의 다리를 놓아주었다고 생각합니다.

요즘 들어 VPP 기술을 통한 새로운 비즈니스 모델들이 많이 생겨나고 있는 것이 보입니다. 예를 들어 에너지 자원을 팔아 투자자들에게 수익을 공유하고 다시 발전 설비에 대한 재투자로 이어지는 모델이 있을 것 같습니다.

이러한 비즈니스 모델을 이해하기 위해서라도 어느 정도 VPP에 대한 개념을 이해할 필요는 있다고 생각합니다.

간략하게 정리했지만 조금이나마 VPP라는 개념에 대해 이해할 수 있도록 해주는 글이었길 바랍니다.