【에너지타임즈】 재생에너지 간헐성으로 화력발전의 잦은 출력변동과 가동·정지 반복으로 설비의 손상이 불가피한 가운데 스마트센서로 실시간 진단을 함으로써 선제적 조치가 가능하게 하는 기술이 개발된다.

한전 전력연구원(원장 이중호)은 한국중부·서부·남부·동서발전(주) 등 발전공기업과 스마트센서와 인공지능기술을 활용한 발전설비 진단 기술과 애플리케이션을 개발하기로 하고 본격적인 기술 개발에 착수했다고 4일 밝혔다.

이번에 개발되는 이 기술은 태양광·풍력발전 등 날씨와 계절에 따라 발전량이 변동하는 이른바 간헐성을 가진 재생에너지 보급 확대가 화력발전의 잦은 출력증감과 함께 가동·정지에 따른 고장요인을 찾아내는 방향으로 개발된다.

재생에너지 간헐성으로 화력발전 출력이 낮아지면 온도가 낮아져 증기가 응결되고, 응결된 증기는 설비 표면 등에 맺혀 부식을 일으켜 설비 손실을 일으킨다. 또 불규칙하고 잦은 온도변화로 금속 튜브와 배관의 연결부가 팽창과 수축의 물리적 힘이 반복되면서 설비기능 저하를 유발하기도 한다.

현재 발전공기업은 주기적으로 작업자가 육안이나 수동으로 이를 점검하고 있다. 다만 고장 범위와 빈도가 늘어남에 따라 정비 횟수가 늘어나고 있다. 그러면서 이 기술의 개발이 필요해진 것이다.

이 같은 이유에서 전력연구원은 발전공기업과 스마트센서 기술과 인공지능 분석기법을 기반으로 설비를 실시간으로 진단하고 관리할 수 있는 기술의 개발을 추진한다.

먼저 전력연구원은 스마트센서에 광 스캔과 레이저 스캔 기술을 적용해 부식이 발생한 금속 튜브 표면 상태를 비접촉 방식으로 검사할 수 있는 장치를 개발한다. 육안을 통해 발견이 어려운 미세균열이나 틈새 부식까지 진단하겠다는 것이다.

또 전력연구원은 발전설비 손상으로 진단된 부분에 변형측정 센서를 설치하고 인공지능을 바탕으로 측정된 값을 분석할 수 있는 소프트웨어를 개발해 스마트센서에 적용할 계획이다. 스마트센서로 배관의 물리적 손상과 발전소 출력 변화를 실시간으로 분석해 손상의 원인을 규명하고 수명을 진단해 발전설비 관리의 효율을 끌어올리겠다는 것이다.

특히 전력연구원은 내년까지 열화로 인한 보일러 튜브의 두께 감소량을 측정할 수 있는 장치를 개발해 발전소에서 현장 실증을 수행하는 한편 2025년엔 변형측정 센서를 설치하고 발전설비 운영데이터와 연계한 실시간으로 상태를 진단할 수 있는 애플리케이션 개발을 완료할 방침이다.

한수지 전력연구원 선임연구원은 “스마트센서로 화력발전 운전환경 변화가 발전설비에 미치는 영향을 정확하게 평가함으로써 발전설비 수명을 예측하고 적정한 정비 주기를 파악하는 등 경제적이고 효율적인 발전설비 운영이 가능할 것”으로 내다봤다.