전력 공급 방식에는 AC(교류)와 DC(직류) 두 가지가 존재하며, 각각의 특성과 장단점이 뚜렷합니다. 현대 전력망은 AC를 주로 사용하지만, DC 기술이 발전하면서 한전(KEPCO)을 비롯한 글로벌 전력회사들은 DC 기반 송·배전망 개발을 활발히 추진하고 있습니다.
특히, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 인프라 확대, 장거리 송전의 효율성 개선 등에서 DC의 역할이 커지고 있습니다. 이 글에서는 AC와 DC 전류의 차이, 각각의 장점과 단점, 그리고 한국전력공사의 DC 공급 개발 현황을 심층적으로 살펴보겠습니다.
AC(교류)와 DC(직류)의 차이점
전류의 흐름 방식에 따라 AC와 DC로 구분됩니다. 다음은 두 전류 방식의 차이점입니다.
1. AC(교류, Alternating Current)의 특징
- 전류가 일정 주기(50~60Hz)로 방향을 바꿉니다.
- 발전소에서 생산된 전력이 송전 및 변압을 거쳐 가정으로 공급됩니다.
- 변압이 용이하여 송전 손실을 줄일 수 있습니다.
- 현재 대부분의 전력망에서 사용되고 있습니다.
2. DC(직류, Direct Current)의 특징
- 전류가 일정한 방향으로만 흐릅니다.
- 배터리, 전자기기, 전기차, 태양광 발전 등에 사용됩니다.
- 장거리 송전 시 AC보다 전력 손실이 적을 수 있습니다.
- 최근 기술 발전으로 DC 기반 전력망 개발이 가속화되고 있습니다.
3. AC와 DC의 주요 차이점 비교
| 구분 | AC(교류) | DC(직류) |
| 전류 흐름 | 방향이 주기적으로 바뀜 | 한 방향으로 일정하게 흐름 |
| 전압 변환 | 변압기를 이용해 쉽게 변환 가능 | 변환이 어렵지만 최신 기술로 개선 중 |
| 송전 손실 | 상대적으로 크지만 변압기로 보완 가능 | 장거리 송전에서 손실이 적음 (HVDC 활용) |
| 주요 사용처 | 가정, 산업, 일반 전력망 | 배터리, 전기차, 태양광, 데이터센터 |
| 대표 기술 | 송전망(765kV, 345kV 등) | HVDC, MVDC, LVDC |
DC 송전 및 배전 기술의 발전
1. HVDC(고압직류송전, High Voltage Direct Current) 시스템
HVDC 기술은 초고압 직류 송전 방식으로, 장거리 전력 송전에서 AC보다 효율적입니다.
HVDC의 장점
- AC 대비 송전 손실이 적어 장거리 송전에 유리합니다.
- 두 개 이상의 전력망을 효율적으로 연결할 수 있습니다.
- 신재생에너지를 기존 전력망과 쉽게 연계할 수 있습니다.
HVDC의 단점
- 초기 구축 비용이 높습니다.
- 변환소(AC-DC 변환) 설치가 필요합니다.
- 기존 AC 기반 전력망과의 통합이 필요합니다.
2. MVDC(중압직류송전) 및 LVDC(저압직류송전) 기술
MVDC(5kV 이하)와 LVDC(1.5kV 이하) 기술은 도시 내 배전망, 데이터센터, 전기차 충전소 등에 적합한 DC 배전 방식입니다.
MVDC/LVDC 도입 효과
- 기존 AC 기반 변환 과정에서 발생하는 에너지 손실 감소
- 전기차 충전 인프라 및 스마트 그리드와의 연계
- 태양광, 풍력 발전과의 직접적인 연결 가능
한국전력공사의 DC 공급 개발 전략
한전은 DC 기반 전력망을 연구하고 있으며, DC 송전 및 배전 기술 도입을 확대하고 있습니다.
1. DC 그리드 플랫폼 구축
한전은 2024년부터 2029년까지 5kV MVDC 및 1.5kV LVDC 시스템을 구축하는 시범 사업을 추진 중입니다.
- 시범 지역: 전남 나주·영광·신안 등 5개 지역
- 총 사업비: 1,002억 원
- 주요 기술: DC 변환장치, 차단기, V2G(차량-그리드 연계)
이를 통해 전력 효율을 높이고 신재생에너지를 보다 효과적으로 활용할 계획입니다.
2. HVDC 송전망 확대
한전은 제주-본토 간 해저 케이블을 포함해 HVDC 기반 초고압 송전망을 구축하고 있습니다.
- 기존 AC 송전 대비 30% 이상 손실 절감
- 전력 흐름을 실시간으로 조절 가능
- 장거리 송전 및 국제 전력망 연계 가능
3. 신재생에너지 연계
DC는 태양광, 풍력 등 신재생에너지가 생산하는 전력 형태와 일치하여 변환 손실을 줄일 수 있습니다.
- 해상풍력단지(신안군)와 연계한 DC 송전망 구축
- 데이터센터 및 전기차 충전소에 DC 공급 확대
4. DC 기반 전력망 기술 수출
한전은 MVDC 및 LVDC 기술을 해외로 수출할 계획입니다.
- 2028년부터 해외 시장에 DC 패키지 수출
- 에너지저장장치(ESS), AMI(고급 검침 인프라) 등 8대 신기술 포함
결론: AC와 DC의 조화로운 발전과 미래 전망
현재 AC가 전력망의 중심이지만, DC 기술의 발전으로 인해 점차 DC 기반 송·배전 시스템이 확대되고 있습니다.
한전은 HVDC, MVDC, LVDC 기술을 활용하여 효율적인 DC 공급 체계를 구축하고 있으며, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 인프라 확대, 스마트 그리드 도입 등을 통해 미래형 전력망을 개발하고 있습니다.
앞으로 AC와 DC의 조화를 이루는 하이브리드 전력망 구축이 중요한 과제가 될 것이며, 한국전력공사의 DC 공급 개발은 글로벌 에너지 전환에서 중요한 역할을 하게 될 것입니다.