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넥상스, HVDC 초전도 케이블 시스템 개발
HVDC 전력 링크용 ‘베스트 패스
2019년 06월 18일 (화) 12:08:47 한국전력신문 webmaster@epnews.co.kr

초전도 케이블은 유럽 지역 전력망의 이산화탄소 배출량 감축 목표를 달성하는데 도음을 줄 수 있는데, 이는 기가와트(GW) 단위의 다량의 전력을 기존 저항성 전선과 연관된 전력 손실 없이 멀리 떨어진 태양광 또는 풍력발전단지에서부터 인구 밀집 지역까지 수 백km에 달하는 장거리 송전을 지원함으로써 가능해진다.

넥상스는 초고압 직류 링크용으로 특수 개발된 ‘베스트 패스(Best Paths)’ 초전도 케이블에 대한 품질 검사를 성공적으로 완수하며, 이러한 혁신적인 고전력 링크 개발 실현에 한 걸음 더 가까이 다가가는데 힘을 보탰다.

이미 교류 네트워크에서 작동하는 수많은 초전도 케이블이 존재한다. 그러나 EU가 자금 지원한 베스트 패스(Best Path) 프로젝트는 모든 전력망 사양에 적합할 수 있도록 정격 전류 및 전압에 쉽게 적응되는 모듈식 설계로, 대용량 전력 송전용 HVDC 솔루션 투자에 중점을 둔다.
넥상스는 프로젝트 리더로 9개 산업체 및 학술 파트너(CERN, Columbus Superconductors, ESPCI Paris, IASS Potsdam, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Ricerca sul Sistema Energetico (RSE), Réseau de Transport d’Électricité (RTE), Technische Universität Dresden and Universidad Politécnica de Madrid (UPM))와 함께 프로젝트를 수행했다.

베스트 패스(Best Paths) 프로젝트는 320 kV HVDC 초전도 루프 전체의 테스트 플랫폼에 대한 품질 테스트를 최초로 성공적으로 완수하며 끝났다. 이 루프는 두 종단과 3.2GW의 정격 송전 용량에 필요한 30m 길이의 10kA 케이블로 구성되어있다. 이 프로그램에는 최대 592kV에 달하는 정격 전압의 1.85배에서 진행하는 전압 테스트와 충격 테스트의 전 과정이 포함된다.

베스트 패스(Best Paths) 케이블은 이붕화 마그네슘 기반으로, 자연에 풍부한 원자재로 만들어진 심플한 컴파운드이다. 이 컴파운드는 제조 시 간편하고 비싸지 않으며, 낮은 온도에서 시원하게 해줘야 하는 다른 관련 초전도 자재와 비교했을때 가격적 혜택이 높다. 케이블은 헬륨 가스로 시원하게 유지되는 열 절연 저온 유지 장치(Cryostat)에 설치된다.

HVDC 장비에 설치되는 초전도 케이블의 특장점은 고전류를 송전할 수 있는 용량으로 손실을 최소화하면서 대용량의 전력을 송전할 수 있다는 점이다. 이 고전력 용량은 6.4GW의 쌍극자(dipole)용으로 오직 1m 너비 범위의 소형의 설치 공간만을 필요로한다. 반면, XLPE 절연 동 케이블 기반의 기존 회로는 일반적으로 10m 너비이다. 이러한 공간 축소는 엄청난 비용 절감을 가져올 뿐만 아니라, 선로 점유권 획득도 쉬워진다.

넥상스 프로젝트 매니저 크리스티앙-에릭 브루젝 박사는 “넥상스는 베스트 패스(Best Paths) 프로젝트에 참여하여 초전도 케이블 기술 분야의 선도 위치를 한층 더 강화할 수 있었고, 넥상스 기술 솔루션 포트폴리오에 새로운 HVDC 케이블 시스템을 추가하며, 유럽 지역 전력망의 재생 에너지 자원 통합을 한층 더 증대시킬 수 있다. 장기적으로 우리는HVDC 초전도 케이블이 수 백km에 달하는 거리를 송전할 수 있길 기대합니다. 하지만 단기적으로는 이를 전체 솔루션의 일부로 바라보며, 기존 가공선 및 지중선과 같이 강을 가로지르거나, 복잡한 도시 지역, 또는 환경 영향을 최소화해야하는 등의 까다로운 설치 환경에서 설치 공간을 확보하는데 도움을 준다고 생각한다”고 말했다.

베스트 패스(Best Paths) 프로젝트는 HVDC 장비에 중점을 두었지만, 해당 케이블 기술은 400kV 수준의 초고압 AC 장비에도 사용될 수 있다.

베스트 패스(Best Paths) 케이블의 개발 및 시험은 프랑스 깔레, 스위스 코타이요, 노르웨이 할덴, 독일 하노버의 넥상스 설비에서 진행됐다.

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