[월간수소경제 박상우 기자] SK에코플랜트가 정전 등 유사시에 안정적인 전력을 공급하는 연료전지 연계형 무정전 전원장치 신기술 개발에 성공했다.

SK에코플랜트는 이화전기공업과 함께 ‘연료전지 연계형 무정전 전원장치(UPS)’ 특허를 취득하고 관련 프로젝트에 적용을 시작했다고 27일 밝혔다.

해당 특허기술을 함께 개발한 이화전기공업은 1956년 설립된 전력기기 전문기업이다. 에너지저장시스템(ESS)과 연계한 무정전 전원장치를 상용화한 곳으로도 잘 알려져 있다.

무정전 전원장치는 한전에서 전기를 공급받아 전기를 사용하는 건물 또는 시설이 정전 등 이상 상황 발생 시 대신해 전기를 공급해주는 장치다. 최근 일시적인 정전으로도 큰 사회경제적 피해가 예상되면서 무정전 전원장치 역시 필수장비가 되고 있다.

그러나 무정전 전원장치에 저장된 전기를 모두 사용할 때까지 정전 상황이 계속되거나 비상발전기가 제대로 작동하지 않는 경우 문제가 될 수 있다. 실제로 지난 2011년 9월 15일 발생한 국내 정전 사태 당시 비상발전기의 약 60% 이상이 제대로 작동되지 않은 것으로 나타났다.

SK에코플랜트와 이화전기공업은 이러한 문제를 극복하기 위해 연료전지에서 생산한 전기를 건물에 있는 기존 전기공급시스템 및 무정전 전원장치와 직접 연계하는 직류변환장치를 개발했다. 직류변환장치는 연료전지와 건물 전기공급시스템을 전력망을 거치지 않고 다이렉트로 연결시켜 주는 역할을 한다.

보통 연료전지에서 만든 전기는 인버터를 거쳐 전력망으로 공급된다. 다만 정전 시에는 인버터도 작동을 멈추면서 전력공급이 끊기는데, 이번에 개발한 직류변환장치를 활용하면 정전 시에도 연료전지에서 생산한 전기를 필수설비에 곧장, 지속적으로 공급할 수 있다.

평상시에는 전력망에 전기를 공급하고 유사시 소방 설비나 감시·제어 등 보안 관련 건물 유지 관리에 필수적인 설비들이 작동할 수 있게 돕는 비상발전기 기능을 하는 셈이다.

이 기술을 활용하면 무정전 전원장치 등 별도로 갖춰야 했던 설비를 하나로 통합할 수 있다. 전기실 필요 면적을 줄이는 한편 기존 설비 대비 기자재 비용 절감도 가능하다. 프로젝트 규모에 따라 다르지만, 현재까지 SK에코플랜트가 해당 솔루션을 적용한 10여 개 발전 프로젝트에서 총 8억4,000만 원의 비용을 절감했다.

중장기적으로는 대부분 경유를 통해 전기를 생산하고 있는 비상발전기를 연료전지로 대체하는 것도 가능하다. 서울시에 따르면 서울에만 비상발전기 용도의 경유발전기가 약 6.4GW 보급돼 있다. 원자력발전소 약 6기에 해당하는 규모다.

이를 연료전지가 대체할 경우 대기오염 개선효과도 기대된다. 서울시가 지난해 시행한 ‘연료전지 비상전원 적용방안’ 연구용역에 따르면 연료전지는 화석연료 전력망 대비 질소산화물은 약 1% 수준, 일산화탄소는 약 5.8% 수준만 배출한다. 황산화물은 아예 배출하지 않는다.

SK에코플랜트는 특허를 비롯해 연료전지 연계형 기술 혁신 이니셔티브를 주도해 나간다는 방침이다. 실제로 SK에코플랜트는 블룸에너지, 국내 강소기업과 협력을 통해 전력생산 후 버려졌던 열을 회수하고 난방, 온수 공급 등에 활용하는 모듈 시스템을 자체 개발한 바 있다.

최근에는 블룸에너지와 공동 R&D센터 HIC(Hydrogen Innovation Center)를 설립, 수전해 BOP(Balance of Plant) 기술 및 그린수소 패키지 개발, 글로벌 수전해 프로젝트 사업개발 등을 수행 중이다.