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News/기타

지금은 발전설비 자동화 시대!

by R.E.F. 18기 서현영 2021. 5. 31.

지금은 발전설비 자동화 시대!

대학생신재생에너지기자단 18기 서현영

 

신재생에너지 발전설비는 지금 자동화 진행 ing!

초연결, 초지능으로 대표되는 4차 산업혁명의 바람이 국내 신재생에너지 분야에도 불고 있다. 지금까지 사람이 직접 해왔던 신재생에너지 발전설비의 청소, 감시, 점검을 인공지능 로봇이 대체해 나가는 중이다. 사람의 힘만으로는 역부족이었던 영역에 4차 산업혁명의 접목으로 앞으로 신재생에너지 발전 분야가 어떻게 바뀔지 함께 알아보자.

 

1. 태양광 청소로봇

약 15-20년 동안 사용이 가능한 태양광 패널은 수명을 늘리기 위한 관리가 꼭 필요하다. 폭설이나 미세먼지, 모래바람 등은 빛에너지를 차단하고 발전 효율을 20%까지 떨어뜨리기도 한다. 따라서 발전효율을 유지하기 위해 주 1회 물 세척, 월 1회 전류 검사, 연 2회 고압세척이 권장되는데 건물 지붕이나 산악지대에 대용량으로 모여 있는 모든 패널들을 관리하는 건 쉬운 일이 아니다.

 

 

[자료 1. 한국동서발전 태양광 청소로봇]

출처 : 한국동서발전 블로그

한국동서발전은 2019년 에스코스, 에코브라이트코리아 사의 청소로봇을 1MW급 당진화력 터빈 건물 옥상 태양광에 설치하였다. 1개월 동안 실증 테스트를 진행한 결과, 청소로봇을 도입하지 않았을 때보다 발전효율이 최고 7.7% 향상되었고 제설능력도 90% 이상임을 확인할 수 있었다. 패널에 이동식 레일을 설치할 경우 2-5개의 패널 거치대를 한 개의 로봇으로 청소할 수 있다는 의견도 제시되었다. 만약, 동서발전이 운영 중인 전체 태양광 설비규모인 41MW에 해당 로봇을 적용한다면 약 3.2MW의 설비를 증가시키는 효과를 얻을 수 있다고 한다.

 

 

[자료 2. H5 태양광 패널 세척 로봇]

출처 : 아시아경제 

한편, 성균관대학교 바이오메카트로닉스학과 황헌 교수는 패널 세척 로봇을 개발했다. 해당 로봇은 패널 간 이동이 쉽고 수상 태양광에도 사용이 가능하도록 드론을 통한 이동기술을 탑재한 것이 특징이며, 세척 기술뿐만 아니라 패널 훼손 부분의 정보를 획득할 수도 있다. 태양광은 직렬로 연결되어 있어 하나의 모듈이 고장 날 경우 같은 어레이가 모두 영향을 받을 가능성이 있기 때문에, 해당 기술은 관리의 편의성을 증가시키는데 매우 중요한 역할을 할 것이다.

 

 

[자료 3. 리셋스노우 태양광 청소로봇]

출처 : 공학저널

서울시설공단에 청소로봇을 납품하는 리셋컴퍼니의 리셋스노우의 경우, 다른 제품들과 다르게 패널에 쌓인 물질의 종류에 따라 모터의 힘과 속도가 자동으로 바뀌는 고효율 모터제어 기술과 청소로봇 적용에 따라 수익성을 예측하는 인공지능 시뮬레이션 기술을 탑재한 것이 차별점이다.

 

2. 연료전지 발전설비 감시 AI 로봇

연료전지 발전설비에는 감시의 사각지대를 줄이기 위해 로봇이 활용되고 있다. 사람이 24시간 설비 모니터링을 하는 것은 불가능하기 때문에, 감시 로봇은 사고를 예방해 안전에 더 기여할 것으로 보인다.

 

 

[자료 4. 한국서부발전 연료전지 인공지능 감시시스템 레일로봇]

출처 : 한국서부발전

한국서부발전은 지난달 연료전지 발전설비 감시 AI 로봇인 ‘레일로봇’을 서인천발전본부에 국내 최초로 설치하였다. 레일로봇은 인간의 오감을 그대로 구현하고자 CCTV, 열화상 카메라, 가스(CO, CO2, CH4) 감지 센서 등을 탑재하였으며 이를 이용한 화재 감지 징후 딥러닝 기술과 발전설비 구역 내 무허가 인원 자동 추적기술도 적용되었다. 이 모든 상황은 담당자에게 문자로 연결되어 즉각적인 조치가 가능하도록 하였다.  

 

3. 풍력발전기 안전점검 로봇

풍력발전에서 안전점검은 매우 중요하다. 시설이 잘 관리되어야 바람을 이용하는 정도가 높아져 발전 효율이 높아지기 때문이다. 이전까지는 발전기를 점검하기 위해 운영을 중단시키고 직접 사람이 크레인을 타고 높은 날개까지 올라가 살펴보아야 했지만, 안전점검 로봇이 개발된 뒤 드론이 육안 점검을 대체해 드는 노동력과 시간이 줄었다.

 

 

[자료 5. 니어스랩 풍력발전기 안전점검 로봇]

출처 : 니어스랩 

니어스랩은 드론 제어 장치, 인공지능 기반의 자율비행 기술, 영상처리와 딥러닝을 통한 안전점검 데이터 분석 기술로 기존에 5-6시간 걸리던 점검을 15분 만에 가능하게 했다. 특히 니어스랩의 로봇은 상대적으로 접근이 어려운 해상풍력에 큰 도움이 되었으며 그 기술을 인정받아 2019년 12월 기준 국내 풍력단지 절반이 니어스랩의 드론으로 안전점검을 받았고, 미국, 일본, 독일, 대만 등에 진출하였다.

 

앞으로도 자동화 시대!

태양광, 연료전지, 풍력뿐만 아니라 화력, 원자력, 바이오 등 발전 분야는 점점 자동화를 향해 가고 있다. 동서발전은 올해 초 발전설비 자동화 계획을 수립하여 7개 설비 분야로 나누어 로봇 개발을 추진하고 있으며, 많은 공기업들은 청소, 감시, 점검, 조작용 로봇들을 실증하는 데에 힘을 쏟고 있다. 본문에 소개된 로봇 외에도 태양광 모듈 점검 로봇, 화력 발전에서 사용되는 수중 클리닝 로봇, 전기설비 조작용 로봇, 풍력발전기 날개 청소 로봇 등이 개발, 상용화 중이다.  

자동화 시스템의 적용은 버튼 하나만 누름으로써 인간 노동의 한계를 극복해 설비점검 시간을 단축하고 신뢰성과 안전성을 향상시킨다. 앞으로 신재생에너지가 우리의 미래 전력을 책임지는 만큼 이러한 장점을 가진 로봇들이 빠르게 적용되어 증가된 효율로 전력을 생산하길 기대해본다.

 


참고문헌

[1. 태양광 청소로봇]

1) 김희윤, "버려지는 태양광 패널 재생기술 개발한 '로봇 박사'", 아시아경제, 2021.02.04, view.asiae.co.kr/article/2021012609143775613

2) 전찬민, "스마트한 태양광 청소로봇, 태양광발전 효율 극대화", 공학저널, 2021.03.11, www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=1355

3) 한국동서발전, "한국동서발전, 태양광 청소로봇 실증 테스트베드가 되다", 한국동서발전 블로그, 2019.03.08, blog.naver.com/iamewp/221483436518

[2. 연료전지 발전설비 감시 AI 로봇]

1) 한국서부발전, "발전설비 24시간 감시 'AI로봇' 도입", 2021.04.07, www.iwest.co.kr/iwest/432/subview.do?enc=Zm5jdDF8QEB8JTJGYmJzJTJGaXdlc3QlMkYxMjAlMkYxNzg0MiUyRmFydGNsVmlldy5kbyUzRnBhZ2UlM0QxJTI2c3JjaENvbHVtbiUzRCUyNnNyY2hXcmQlM0QlMjZiYnNDbFNlcSUzRCUyNmJic09wZW5XcmRTZXElM0QlMjZyZ3NCZ25kZVN0ciUzRCUyNnJnc0VuZGRlU3RyJTNEJTI2aXNWaWV3TWluZSUzRGZhbHNlJTI2cGFzc3dvcmQlM0QlMjY%3D

[3. 풍력발전기 안전점검 로봇]

1) 배상훈, "니어스랩, 지멘스와 대만 해상풍력 시장 진출", EPJ, 2020.12.22, www.epj.co.kr/news/articleView.html?idxno=26705

2) 유원모, "풍력발전기 안전점검, AI드론에 맡기면 15분 만에 끝", 동아일보, 2020.04.21, www.donga.com/news/article/all/20200420/100736606/1

 

 

 

댓글19

  • 태양광 청소로봇, 연료전지 감시 AI로봇, 풍력발전기 안전점검 로봇 등 신재생에너지 발전 설비에 사용안되는 로봇이 없는 것 같네요. 이러한 자동화 시스템으로 인간이 직접하는 노동시간도 단축하고 신뢰성과 안정성까지 잡을 수 있으니 대단한 시너지 효과입니다. 이러한 발전설비 로봇산업에 진출하는 기업들도 상당히 많이 늘어날것 같습니다. 이점이 너무 많아 연구.개발을 하지않을 이유가 없을것 같네요! 좋은 기사 잘 읽었습니다!!
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  • 이번 국제그린에너지엑스포에서 태양광 청소 로봇을 봤을 때 신기했는데 기사화해주셔서 감사합니다 - ! 세척뿐만 아니라 패널 훼손 부분의 정보까지 파악할 수 있다는 점이 진정한 일거양득이 아닌가 싶네요. ㅎㅎ!
    한 가지 궁금한 점은 풍력발전의 경우 발전기가 작동하는 중에도 안전로봇이 접근 가능한 것으로 보이는데, 제가 풍력발전기 앞에서 바람의 세기를 꽤 세게 느꼈던 터라 작은 드론이 바람의 세기를 어떻게 이겨낼 수 있는지에 대한 원리가 궁금하네요..!! 좋은 기사 감사합니다 !
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  • 태양광 청소 로봇이라는게 있다니 정말 신기하네요! 일단 태양광 발전 자체가 자동화되는 것도 놀라운 성과라고 생각했는데 태양광 발전소의 사후 관리격인 청소에다가 AS기능까지 갖춘 자동화 시스템은 정말 괄목할 만한 성과인 것 같습니다. 많은 인력들을 이 로봇이 대체할 수 있을 것같아 효율성이 많이 늘어날것 같습니다! 좋은 기사 잘 봤습니다!

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  • 신재생에너지가 자동화된다는 점이 정말 신기한 것 같아요! 에너지의 자동화시스템으로 인한 장점들이 많이 떠오르는 것 같습니다 ㅎㅅㅎ 에너지 발전 효율부터 유지 관리 등 시간 경제적 측면으로의 장점이 극대화될 것 같아요! 또 자동화로부터 발생하는 단점들도 등장하겠지만 그를 보완한 연구까지 더 진행되어서 보편적으로 신재생에너지의 자동화가 도입되기를 바랍니다! 좋은 기사 감사합니다!
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  • 로봇으로 안전점검부터 효율증대까지 이룰 수 있다니 신기하네요! 높은 활용도를 가진 드론 기술이 앞으로 어떤 식으로 다른 기술들과 접목될 지 기대가 됩니다. 기술들의 융합으로 새로운 기술의 발전을 이끌어 내는 것 같습니다! 신재생에너지 발전의 미래 역시 기대되네요! 흥미로운 기사 감사합니다!
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  • 신재생에너지와 4차산업혁명의 대표적인 로봇과의 공존이 기대됩니다. 갈수록 자동화되는 기술이 많아질거 같네요. 신재생에너지가 좀 더 자동화가 된다면 더 많은 에너지를 생산해낼수 있지 않을까 기대됩니다! 좋은기사 감사합니다
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  • 인간의 부족한 부분을 로봇으로 보완할 수 있다는 상상이 점점 현실화되어 가는 것 같네요! 특히 무색 무취인 가스영역에서 더욱더 안전성을 높일 것 같네요! 좋은 기사 감사합니다!
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  • AI분야가 신재생에너지와 접목되어 더 편하고 효율적으로 에너지를 누릴 수 있다니 신기합니다. 로봇이 안쓰이는 분야가 없을거라고는 하지만 태양광 패널 세척이나 풍력발전기 안전점검같은 일들도 가능하다니 세상에는 똑똑한 사람들이 정말 많네요.. 앞으로 더 많은 분야에서의 도입이 기대됩니다! 흥미로운 기사 감사합니다.
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  • 태양광 발전에 관심을 가지며 항상 가졌던 의문이 어떻게 지속적으로 관라하는가? 였습니다 그런데 이런식으로 자동화 기술을 관리에 쓸수있다면 태양광의 관리가 매우 수월해질것 같네요! 이렇게 된다면 관리에 쓰이는 비용이 절감되어 최종 에너지단가에도 영향이 있지않을까 기대해봅니다 좋은기사 감사합니다!
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  • 이제 어느 산업이든 로봇과 자동화는 뗄 수 없는 키워드인 것 같습니다. 모든 산업에서 여기에 집중하고 있는 것 같아요. 에너지 산업에서는 자동화가 어떻게 이뤄지고 있는지 알기 쉽게 잘 정리해주신 것 같습니다. 발전에서도 자동화가 결함 없이 잘 이뤄진다면 고장 걱정 없이 안정적인 전력 수급을 이뤄낼 수 있을 것 같아요. 재생에너지 설비 말고도 규모가 큰 기존 화력발전 플랜트, 원전에서도 이런 자동화가 이뤄지고 있는지도 궁금해졌습니다! 기사 잘 읽었습니다. 감사합니다.
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  • 시대가 변화함에 따라 이제는 신 재생 에너지 분야에도 로봇이 등장하는 것을 보니, 기계화를 새삼스레 느끼는 것 같아요. 간단한 생각으로는 로봇이 감시 정도의 역할만 할 것 같았는데 청소까지 가능한 것을 보고 많이 놀랐습니다. 전혀 예상치 못한 부분을 기사화 해주셔서 감사합니다! 잘 읽었습니다.
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  • 세상에 세상이 정말 빠르구나 하고 생각이 드네요
    안정성 검사까지 이젠 로봇을 통해 할 수 있다니, 노동의 틀이 계속해서 바뀌는 것 같습니다. 과연 지금의 MZ세대가 나이가 들었을 땐 어떤 세상이 펼쳐져 있을지 기대가 되기도하고 무섭기도 합니다.
    읽으면서 계속 충격적이었네요 ㅎㅎ 좋은 기사 감사합니다!
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  • 친환경 발전 설비 이외에 지속적인 관리는 생각해 본 적이 없는 것 같아요. 이런 분야에 자동화를 적용한다는 것이 과학 기술 발전의 집합체라는 생각이 듭니다. 이런 로봇들의 활동에 필요한 에너지까지 모두 친환경화 되는 날이 왔으면 좋겠다는 생각이 들어요. 좋은 기사 잘 읽었습니다!
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  • 재생에너지 발전소를 설립하는 것도 중요하지만, 사후에 그 발전소를 관리하는 게 앞으로의 운영과 전력생산에 더 중요하다고 생각합니다! 이런 부분에서 로봇이 발전소 관리를 하는게 가능하다면 경제적, 시간적인 장점이 있을 것 같네요ㅎㅎ 요즘 AI가 많이 이슈화되어 있는데 재생에너지 설비관리에도 이용할 수 있다는 것은 처음 알았습니다! 유익한 기사 감사합니다
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  • 오 신재생에너지분야의 자동화 현황 예시를 정리해 주신 기사 잘 읽었습니다~ 특히 발전효율을 유지시켜주는 태양광 청소로봇이 인상깊네요~ 단순 점검 뿐만 아니라 전반적인 유지보수에서 기계가 차지하는 비중이 점점 늘어나고 있는데 어떠한 방향성으로 바뀌고 있는지를 지속적으로 공부해야겠다는 다짐을 또 한 번 하게 되네요~~ 좋은 기사감사합니다!
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  • 신재생에너지 발전 또한 이제는 자동화 시대라니!ㅎㅎ
    인간이 관리하기 힘든 거대한 패널들을 효율적으로 관리 할 수 있어 더더욱 발전이 기대되는 분야입니다!
    한가지 질문은 드론 형태가 아닌 리셋스노우 태양광 청소 로봇등은 기존 태양광 패널 효율이나 부식에 영향을 주지는 않나요?
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  • 에너지 분야의 기기제어 및 전산모사 부분에서 자동화가 등장한다면 참 좋을거라고 생각했던 생각이 실제로 이루어지는 것 같네요!! 특히 태양광 설비의 경우에는 지속적인 유지 특성이 중요하기 때문에 더욱 필요한 분야처럼 보입니다 ㅎㅎ
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  • 우선 기사를 읽으면서 신재생에너지 분야에 로봇이 이렇게 잘 활용되고 있다는 사실을 새롭게 알게되어 놀라웠습니다. 그래서 그런지 이번 달엔 인공지능에 대한 기사들이 많은 것 같기도 하네요! 신재생에너지 발전 설비에 이용되는 로봇들이 단순히 청소만 하는게 아니라 인공지능을 접목하여 점검과 모니터링의 기능까지 한다는 것이 정말 효율적인 생각이 듭니다. 특히 드론을 활용하여 풍력 발전 설비를 점검한다는 아이디어는 정말 좋은 것 같아요! 육지로 부터 멀리 떨어진 해상풍력발전기를 점검하는데도 유용할 것 같네요! 기사 재밌게 잘 읽었습니다 :)
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  • 이번에 국그에가서 청소로봇을 봤었는데 청소로봇 말고도 정말 다양한 자동화 로봇들이 있었네요!!! 확실이 유지보수가 중요한 신재생에너지 설비들을 관리하기 훨씬 수월해 질 것 같아요!!! 유익한 기사 감사합니디!!
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