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[Green Tech가 궁금해] IT기업의 전기 절약 노력과 스마트 그리드 기술

PC를 사용하다 보면 PC에서 나는 여러 가지 소리를 들을 수 있습니다. 케이스 팬에서 나는 소음, 파워서플라이에서 나는 소음, CPU 팬에서 나는 소음, 그래픽 카드에서 나는 소음 등이 그것입니다.

이들 소음의 공통점은 PC에서 나오는 열을 식히기 위해 돌리는 FAN에 의한 소음이라는 점인데, 무소음 PC를 만들기 위해 저소음 팬으로 갈아보기도 하고 팬이 없는 수냉식 냉각 장치로 바꾸어도 본 기억이 있습니다.


10년도 더 전의 옛날 PC에는 CPU나 그래픽 카드에 FAN이 달려있지 않았습니다. 그렇기 때문에 지금처럼 PC의 소음을 잡을 필요도 없었습니다. 하지만 PC의 성능이 고성능화되면서 PC가 사용하는 전기의 용량도 계속 커지고 있고 열을 식히기 위해 Fan이 더 많이 필요해지고 있습니다.

PC에서 발생하는 열도 전기에너지이고 소음을 발생시키는 팬 역시 전기를 사용하고있습니다. 따라서 PC의 전기효율을 높여 열을 덜 발생시킴으로서 팬을 사용하지 않게되면 그 자체로서 절전을 실천하는것 입니다.

앞서 이야기 한대로 고성능 PC가 전기를 많이 소모하면서 더 많은 열을 발생시키고, PC에서 나오는 열을 없애기 위해서 또 다시 전기를 사용합니다. 전력거래소가 2년마다 발표하는 ‘가전기기 보급률 및 가정용 전력 소비 행태 조사’에 따르면 2006년 전국 가정에 보급된 PC는 1302만 8000여대입니다.
아래 그림은 PC가 실제 얼마의 전기를 소모하는 가를 보여주는 그림입니다. PC를 끈 상태에서도 17.8W의 전력이 소모되고 있습니다. 물론 온라인 게임을 하는 중에는 10배에 가까운 전기가 소비되고있습니다.


한국은 10가구 중 8 가구 꼴로 PC를 사용하고 있다고 합니다. 또한 같은 조사에서 가정당 PC 사용시간은 연간 1324시간에 이르는 것으로 집계됐습니다. 매일 PC를 사용한다고 본다면 집집마다 하루에 평균 3.6시간씩 PC를 사용하고 있는 셈 입니다.

가정에서 PC가 사용하는 전력은 한 가정이 사용하는 평균 사용량인 220kWh의 11%에 해당하는 25.5kWh 입니다. 가정에서 PC의 전기 사용량은 이렇게 큰 부분을 차지하고 있고 계속 비중이 늘어가고 있는 추세입니다.

가정에서는 기껏 몇 대의 PC만을 사용하지만 다음이나 네이버 같은 인터넷 기업들은 한곳에서만도 수천, 수만대의 PC를 사용하고 있습니다. 따라서 이들 IT기업들의 PC가 사용하는 전기의 양은 어마어마한 수준이라 할 수 있습니다.

특히 구글의 경우 검색을 위한 서버만 100만대 이상으로 알려져 있습니다. 분기당 늘어나는 서버의 수가 10만대이며, 전기요금으로만 1년에 200억 원 이상을 쓰고 있습니다.

구글은 환경을 보호하고 전기를 절약하기 위해서 우리가 집에서 사용하는 PC의 발열을 줄이기 위해 노력하는 것처럼 구글도 백만대의 서버에서 나오는 열을 줄임으로서 전기를 절약하고 있습니다.

구글은 서버의 발열을 전기를 사용하여 식히는 것이 아니라 강이나 호수 부근 또는 호수 위에 IDC를 건립하여 물의 증발을 활용한 냉각시스템을 이용하여 전기를 절약합니다. 이처럼 자연 친화적인 방법으로 PC나 서버의 열을 줄임으로서 전기를 절약하고 환경을 보호하는데 일조합니다.

구글 보다는 적지만 역시 수십만대의 서버를 사용하고 있는 마이크로소프트의 경우도 전기절약을 위해 러시아나 시베리아와 같이 원래 기온이 낮은 지역에 IDC 건립을 추진하고 있습니다.


구글의 파워미터 서비스

구글이 전기절약을 실천하기 위해 내놓은 ‘구글 파워미터’ 서비스 를 내 놓았습니다.


작년에 영국에서 런칭한 이 서비스는 구글의 사용자들이 실시간으로 각 전자제품의 전기 사용량을 보여주는 서비스 입니다. 즉 현재 가정이나 회사에서 사용하는 전기 사용량을 그래프로 보여줌으로서 불필요한 전기낭비를 막는데 도움이 됩니다.

파워미터는 현재 영국, 미국 플로리다와 캘리포니아, 독일 지역을 대상으로 서비스 중이며 이외의 지역에서는 서비스 오픈을 준비 중입니다. 얼마 전 API가 공개되어 원하는 사람이면 누구나 구글의 파워미터 개발에 참여할 수 있게 되었습니다.


스마트 그리드 기술

근래 IT기업들이 환경을 보호하고 전기를 절약하기 위해 내놓은 기술이 바로 스마트 그리드라는 친환경 그린테크입니다. 스마트그리드는 에너지 절약형 전력망으로써, 에너지 효율 향상으로 에너지 절감 및 신재생에너지를 통한 분산전원 활성화를 통해 에너지 안보 확보 및 화석 연료 사용 절감을 통한 온실가스 감축효과를 불러옵니다.

스마트그리드를 설명하려면 우선 현재의 전력 시스템에 대해서 알아야 하는데, 우리가 사용하는 전기는 실제 사용량보다 10% 정도 많이 생산하도록 설계돼 있습니다. 이는 전력의 최대소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많이 사용할 경우에 대비해 전기를 미리 확보해 놓은 것입니다. 연료는 물론 각종 발전설비도 추가적으로 필요하게됩니다. 그러나 버리는 전기 또한 많아 에너지 효율이 떨어지며, 또한 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어납니다.

꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전기를 더 효율적으로 사용하면서 지구온난화도 막을 수 있습니다. 이것이 바로 전력망에 IT기술을 융합해 전기사용량과 공급량, 전력선의 상태까지 알 수 있는 스마트그리드가 주목받는 이유입니다.

글자 그대로 해석하면 똑똑한 전력망인 스마트그리드의 핵심은 전력망에 IT기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것입니다. 이 시스템을 이용하면 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓸 수 있고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능합니다.

국내에서는 삼성SDI가 스마트 그리드 시스템을 이용하여 똑똑한 전력망 구축에 앞장서고 있습니다. 아래는 삼성SDI 홈페이지에서 설명해 놓은 스마트 그리트에 대한 개념과 3가지 특징입니다.절전은 우리가 환경보호를 위해 실천 할 수 있는 가장 효과적인 방법입니다. 물건을 살때 저전력 소모제품을 고르는 것도 환경보호에 참여하는것 입니다. 항상 에너지 등급이 높은 제품을 고르는것을 생활화 합시다.

절전은 우리가 환경보호를 위해 실천 할 수 있는 가장 효과적인 방법입니다. 물건을 살때 저전력 소모제품을 고르는 것도 환경보호에 참여하는것 입니다. 항상 에너지 등급이 높은 제품을 고르는것을 생활화 합시다.

1. 스마트 그리드의 개념

스마트그리드란 미국의 경제주간지 비즈니스2.0이 지구 온난화로 인한 기후변화 및 환경오염으로부터 인류를 구할 8가지 기술을 소개하면서 사용한 단어이다. 에너지 확보 위기와 지구 온난화라는 큰 문제 앞에서 스마트그리드는 에너지 절약형 전력망으로써, 에너지 효율 향상으로 에너지 절감 및 신재생에너지를 통한 분산전원 활성화를 통해 에너지 안보 확보 및 화석 연료 사용 절감을 통한 온실가스 감축효과를 불러온다. 즉 환경, 경제, 사회와의 조화를 통한 지속적인 경제발전시스템으로써의 역할을 할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 스마트그리드는 새로운 국가 성장동력으로서, Post 2012 교토체제에 대한 준비과정으로서 더욱 관심을 갖고 진행해야 한다. 현재의 전력시스템으로는 디지털사회가 요구하는 수준의 전력 공급이 어렵고, 전력의 수요량, 환경오염을 고려할 때 현 전력시스템에 혁신적인 변화가 필요하다는 지적이 많다. 이런 문제해결을 위해 기존 전력 인프라에 효율을 높일 수 있는 지능(smart) 역할을 하는 IT가 결합된 새로운 전력 에너지 시스템이 필요하게 되었다.

2. 스마트그리드의 특징

(1.) 안정적인 전력망 관리
스마트그리드는 각 가정용 전자기기와 통신을 하면서 피크 시간대의 냉난방 에너지 사용을 조절한다. 또한 실시간으로 전기요금을 결정하고 결제되어 가격 통제에 따른 에너지 수요를 관리하고, 전력망 상태 및 원격 검침, 원력 제어 등을 통해 국가 단위의 대규모 전력망을 총체적으로 관리할 수 있는 에너지 통신 시스템이다.

(2.) 분산 전원 효과와 품질 신뢰도 향상
현재 풍력, 태양광, 연료전지를 통한 발전 기술이 점점 향상되면서 보급이 서서히 늘어나고 있다. 머지않아 각 지역이나 가정마다 발전시스템을 구입하여 전력을 생산할 수 있는 시대가 올 수 있다는 예상은 크게 상식을 넘는 얘기가 아니라고 생각된다. 이들 청정 에너지지를 이용한 분산 발전 시설을 전력망(스마트그리드)과 연계한다면 전체 화석에너지 사용을 줄이면서 정전사태 또한 피할 수 있다. 또한 품질관리를 통해 고품질 전력을 공급하여 디지털 기계의 고장 및 오작동을 방지하고, 에너지 효율을 더욱 높이는 역할을 하게 될 것이라 전망된다.

(3.) 에너지 저장시스템과의 연계
대용량 커패시터, 하이브리드카,연료전지 등과 같은 전기 저장장치를 더욱 활발하게 연구한다면, 잉여전력을 스마트그리드를 통해 전기 저장장치에 저장할 수 있게 될 것이다. 이렇게 되면 전기의 가장 취약점으로 지목받았던 ‘불저장성’을 해소하며, 전기에너지 사용률을 높일 수 있는 장점이 생긴다.

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