유연한 사고방식: 이 GE 연구 엔지니어는 전력망 현대화를 돕고 있습니다.

세네갈에서 자란 Ibrahima Ndiaye는 라디오를 분해하고 TV를 수리하며 지역 대학의 교사인 아버지로부터 수학을 배우는 데 많은 시간을 보냈습니다. 그는 모로코에서 전기 공학을 공부하고 캐나다에서 박사 학위를 취득한 후 10년 전 뉴욕주 니스카유나에 있는 GE Research에 입사했습니다.

그의 첫 번째 임무는 발전소에서 가정과 기업에 연결되고 때로는 국가 전체에 전기를 전달하는 수백만 개의 지점이 있는 거대한 전력 네트워크인 전력망을 현대화하는 방법을 찾는 것이었습니다. Ndiaye에게는 유비쿼터스 트랜스포머가 시작하기에 좋은 장소였습니다. 변압기보다 더 중요한 그리드 부분은 거의 없습니다. 기본 기능은 고전압 전선을 통한 효율적인 전송을 위해 발전소의 전압을 높이는 것입니다. 때로는 수백 마일 떨어진 다른 쪽 끝에서는 또 다른 일련의 변압기가 전압을 낮추어 벽면 콘센트에 안전하게 연결할 수 있습니다.

그러나 여기에 문제가 있습니다. 변압기는 본질적으로 전기의 여명기까지 거슬러 올라가는 살아있는 화석이며 디자인은 거의 동일합니다. Ndiaye는 그것을 바꾸고 싶어합니다. 그는 전력선 장애나 기상 이변 등의 우발 상황으로부터 그리드를 보호하고, 심각한 정전을 방지하며, 정전이 발생할 때 전력을 더 빠르게 복원하고, 운영자가 더 많은 재생 가능 에너지를 온라인으로 가져올 수 있도록 돕는 새로운 종류의 "유연한" 변압기 개발을 주도하고 있습니다. . 동시에 현대적인 그리드를 구축하고 유지하는 데 더 저렴하게 만들 수도 있습니다.

작년에 GE와 민간 기업인 Xignux의 50-50 합작 투자 자회사인 Prolec GE는 Cooperate Energy가 운영하는 현장에서 미시시피주 컬럼비아의 세계 최초의 유연한 전력 변압기로 여겨지는 장치를 성공적으로 시험했습니다. , 로컬 유틸리티. 미국 에너지부 산하 전기국이 이 프로젝트에 자금을 지원했습니다. 현장의 엔지니어들은 여러 가지 테스트와 현장 실습을 통해 장치를 실행하여 성능을 성공적으로 검증할 수 있었습니다. 이 기술은 GE가 그리드를 변화시키고 21세기로 전환하기 위해 발전하고 있는 그리드 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 포괄적인 포트폴리오의 일부입니다. (2024년부터 Ndiaye는 회사 분사가 완료되면 GE Research에서 설립되는 업계 최고의 연구실 3개 중 하나인 GE Vernova 회사의 새로운 첨단 연구 센터에 연계된 연구원 그룹의 일원이 될 것입니다.*)

Ndiaye는 “유연한 변압기 설계는 좀 더 다양한 기능을 갖춘 장치에 대한 필요성에서 비롯되었습니다.”라고 말합니다. "오늘날 변압기는 매우 비싸고 조달하는 데 많은 시간이 걸립니다."

그리드 균형 맞추기

향후 수십 년 동안 순제로 배출 목표를 달성하는 데 있어 전력망의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 국가들은 석탄에서 천연가스로 전환하고, 수력발전소를 추가하고, 풍력 터빈을 건설하고, 차세대 원자로를 연구하고 있습니다. 이러한 모든 노력에 공통적인 구성 요소 중 하나는 전력망입니다. 그리고 엄청난 규모에도 불구하고 시스템이 붕괴되는 것을 방지하려면 항상 수요와 공급 사이의 미묘한 균형을 유지해야 합니다.

전력이 예측 가능한 출력을 가진 기존 발전소에서 소비자에게 한 방향으로 이동했을 때 이러한 균형 조정 작업은 충분히 어려웠습니다. 이제 그리드에 전력을 다시 판매할 수 있는 옥상 패널이 있는 주택 소유자를 포함하여 전기 자동차와 풍력 및 태양열 발전소와 같은 날씨에 따라 달라지는 에너지원과 같이 전력이 많이 소모되고 가변성이 높은 부하를 밀고 당기는 방식에 추가하면 이러한 복잡성이 더욱 커집니다. 새로운 레벨.

GE Renewable Energy의 그리드 솔루션 부문 CTO인 Vera Silva는 “그리드는 인류가 구축한 가장 큰 산업 시스템입니다.”라고 말합니다. 그녀는 현대 그리드가 "시스템이 스위스 시계처럼 작동"하도록 보장하면서 이러한 모든 소스에 대한 "접근을 촉진"해야 한다고 말합니다.

기상이변으로 인해 전력 시스템의 일부가 갑자기 무릎을 꿇을 수 있는 시대에 모든 것을 균형 있게 유지하고 작동하는 것은 그리드의 중추를 형성하는 기술의 대부분이 과거보다 더 많이 발명되었다는 사실을 깨달을 때 훨씬 더 인상적입니다. 세기 전.