topics 마이크로그리드 마이크로그리드란 무엇인가요?
IBM Maximo Application Suite 살펴보기 지속가능성 주제 업데이트 신청하기
자연 요소를 전원 코드에 연결하는 추상적 도형

게시일: 2024년 2월 29일
기고자: Amanda McGrath, Alice Gomstyn

마이크로그리드란 무엇인가요?

마이크로그리드는 대학 캠퍼스, 병원 단지, 군사 기지 또는 지리적 지역과 같은 지역화된 지역에서 전기를 생산하기 위해 독립적으로 작동하는 소규모 전력망입니다.

 미국 에너지부는 마이크로그리드를 명확하게 정의된 전기적 경계 내에서 상호 연결된 부하와 분산된 에너지 자원의 그룹으로 정의하며, 이는 그리드와 관련하여 단일 제어 가능한 개체로 작동합니다.1 마이크로그리드는 주요 발전소에 기반을 두고 있는 매크로그리드라고 하는 보다 전통적인 대규모 전력망과 함께 작동할 수 있습니다. 그러나 마이크로그리드는 독립형이기 때문에 '아일랜드 모드'로 작동할 수 있으며, 이는 자율적으로 작동하고 자체적으로 전력을 공급한다는 의미입니다. 이는 일반적으로 태양광 패널, 풍력 터빈, 연료 전지 및 에너지 저장 시스템과 같은 여러 유형의 분산 에너지 자원(DER)으로 구성됩니다. 발전 자원에는 디젤 발전기나 천연가스로 구동되는 열병합 발전(CHP) 시스템 등 보다 전통적인 에너지원이 포함될 수도 있습니다.

마이크로그리드가 중요한 이유는 무엇인가요?

전기 생산과 관련하여 마이크로그리드는 기존 전력망과 관련된 여러 문제에 대한 잠재적인 솔루션을 제공합니다. 마이크로그리드는 다음을 수행할 수 있습니다.

  • 복원력 향상: 마이크로그리드는 주요 전력망에 대한 압력을 줄이고 극한의 날씨 또는 기타 중단으로 인한 정전 시 백업 전력을 제공하여 중요한 부하에 대한 안정적인 전력 공급을 보장할 수 있습니다. 이 기능은 주 전력망에 대한 접근이 제한된 외딴 지역이나 정전 또는 자연 재해가 발생하기 쉬운 지역에서 특히 유용합니다.
  • 효율성 향상: 마이크로그리드는 지역 에너지 자원과 부하를 관리함으로써 공급과 수요의 균형을 효율적으로 맞추고, 송전 손실을 줄이며, 가격 신호에 따라 에너지 사용량을 조정할 수 있는 수요 대응을 가능하게 합니다. 예를 들어 피츠버그 국제공항은 태양광 및 천연가스 마이크로그리드로 전환하여 첫해에 100만 달러의 비용을 절감한 것으로 보고되었습니다.2 캘리포니아의 한 와이너리는 태양광(PV) 태양 에너지를 중심으로 마이크로그리드를 구축하여 월 에너지 요금을 15,000달러에서 1,000달러로 줄였습니다.3
  • 현대화 및 지속가능성 장려: 마이크로그리드는 재생 에너지원을 전력 시스템에 통합할 수 있도록 하여 전반적인 온실가스 배출을 줄이고 청정 에너지 목표에 기여할 수 있습니다.
마이크로그리드의 주요 구성 요소

다양한 에너지 기술이 연결되어 마이크로그리드를 형성합니다. 각각은 다음과 같은 몇 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

전원 공급원

이는 마이크로그리드에 필요한 전기를 생산하는 발전기입니다. 여기에는 태양 전지판, 풍력 터빈 및 수력 발전 시스템과 같은 재생 가능한 자원뿐만 아니라 디젤 또는 천연 가스 발전기와 같은 재생 불가능한 자원이 포함될 수 있습니다.

에너지 저장 시스템

배터리 또는 플라이 휠과 같은 에너지 저장 장치는 마이크로그리드에서 생성된 초과 전력을 저장합니다. 이렇게 저장된 에너지는 수요가 생산량을 초과할 때 또는 간헐적인 발전 기간(예: 태양광 발전의 경우 야간) 동안 사용할 수 있습니다.

분산 인프라

여기에는 전원에서 부하로 전력을 분배하는 데 필요한 물리적 인프라(예: 전력선, 변압기, 스위치)가 포함됩니다.

제어 시스템

마이크로그리드의 '두뇌'는 전력 공급의 균형을 맞추고, 재생 에너지원을 통합하고, 에너지 저장을 관리하고, 전력 품질을 유지하여 운영을 관리합니다. 또한 필요에 따라 마이크로그리드를 주요 전력망에서 분리했다가 다시 연결할 수 있습니다. 제어 시스템에는 전력 수요가 증가하거나 감소함에 따라 공급을 조정하는 부하 관리 도구와 전력 생산 및 소비를 측정하는 계량 장치가 포함되어 전력망 운영을 관리하는 데 중요한 데이터를 제공합니다.

공통 결합 지점(PCC)

이는 마이크로그리드가 주 유틸리티 전력망에 연결되는 물리적 지점입니다. PCC는 주 전력망이 중단된 동안 아일랜드 모드에서 작동할 수 있도록 마이크로그리드를 분리할 수 있습니다.

마이크로그리드 구현을 위한 고려 사항

마이크로그리드를 구현하려면 타당성 평가, 설계, 시운전 및 운영을 포함한 여러 단계가 필요합니다. 고려사항으로는 발전원 선택, 에너지 저장 시스템의 규모, 제어 시스템 설계, 상호 연결 표준 준수 등이 있습니다. 기술은 이 과정에서 중요한 역할을 합니다. 고급 마이크로그리드 제어 시스템은 알고리즘을 사용하여 다양한 전력원의 작동을 실시간으로 최적화합니다. 한편, 사물 인터넷(IoT) 장치블록체인과 같은 디지털 기술은 마이크로그리드 내에서 P2P 에너지 거래를 가능하게 할 수 있습니다.

마이크로그리드 프로젝트를 설치하고 운영하는 데는 어려움이 따를 수 있습니다. 고급 제어 시스템 및 에너지 저장과 같은 마이크로그리드 기술의 높은 초기 비용은 잠재적인 도입을 망설이게 할 수 있습니다. 마이크로그리드를 주 전력망과 연결하려면 전력 품질과 안전을 보장하기 위해 신중한 조정이 필요합니다. 마이크로그리드 시스템의 중요한 구성 요소인 마이크로그리드 컨트롤러는 복잡할 수 있는 다양한 전원의 운영을 실시간으로 관리하고 최적화해야 합니다. 유틸리티 프랜차이즈 권리, 전력망 액세스 및 관세와 관련된 규제 장벽도 도입을 방해할 수 있습니다.

그러나 유연성, 복원력 및 효율성과 같은 마이크로그리드의 잠재적 이점은 새로운 에너지 관리 시스템을 찾는 많은 기업과 커뮤니티에 매력적입니다. 실제로 마이크로그리드에 대한 투자는 증가하고 있으며, 한 보고서에 따르면 마이크로그리드의 글로벌 시장은 2032년까지 550억 달러까지 성장할 수 있다고 합니다.4

스마트 마이크로그리드란 무엇인가요?

스마트 그리드는 디지털 통신 및 제어 시스템을 기존 전력 인프라와 통합하여 에너지 흐름을 실시간으로 모니터링하고 관리할 수 있는 고급 전력 시스템입니다. 스마트 그리드는 재생 에너지원의 사용을 최적화하고, 탄소 배출을 줄이며, 에너지 효율을 높입니다. 또한 스마트 미터와 홈 자동화 시스템을 사용하여 소비자가 에너지 소비와 비용을 더 잘 제어할 수 있도록 합니다.

스마트 그리드를 지원하는 기술은 마이크로그리드의 효율성을 높이는 데에도 사용할 수 있습니다. 스마트 마이크로그리드는 센서, 자동화 및 제어 시스템을 활용하여 에너지 생산, 저장, 분배를 최적화합니다. 스마트 마이크로그리드는 탄력적이고 안정적으로 설계되어 수요 변화나 공급 중단에 신속하게 대응할 수 있습니다.

마이크로그리드 및 지속가능성

미크로그리드는 더 큰 지속가능성을 추구하는 기업과 지역사회에 에너지 솔루션을 제공합니다. 이는 태양열, 풍력, 수력 발전과 같은 재생 에너지원을 원활하게 통합할 수 있습니다. 또한 운송 수단의 전기화(예: 전기 자동차 충전 인프라 제공)를 지원합니다. 이는 화석 연료에 대한 의존도를 줄여 온실가스 배출량과 기후 변화를 완화하는 데 기여합니다.

마이크로그리드는 소비원에 더 가까운 곳에서 전력을 생산함으로써 장거리 전송 중에 일반적으로 발생하는 에너지 손실을 줄입니다. 또한 피크 시간대에 부하를 줄이거나 사용량이 적은 시간대로 전환하여 수요 대응을 더 효과적으로 관리할 수 있습니다. 이러한 특성을 종합하면 생성된 전력을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.

마이크로그리드는 재생 가능하고 효율적인 에너지 공급의 환경적 이점 외에도 지역 경제를 활성화할 수 있습니다. 이는 건설, 운영 및 유지보수 분야에서 일자리를 창출하여 지역사회의 번영을 도울 수 있습니다.

관련 솔루션
IBM Maximo Application Suite

에너지 및 유틸리티를 위한 포괄적인 운영 제품군 및 HSE 애플리케이션을 통해 자산 관리 전략을 개선하고 성능을 최적화할 수 있습니다.

에너지 및 유틸리티 자산 관리 살펴보기

IBM 지속 가능성 솔루션

 지속가능성  여정과 에너지 관리 효율성을 강화하세요. 개방형 AI 기반 솔루션 및 플랫폼과 IBM의 심층적인 업계 전문성을 활용하면 지속가능하고 수익성 있는 미래 경로를 계획할 수 있습니다.

    IBM 지속가능성 솔루션 살펴보기
    리소스 에너지 전달에 대한 더 스마트한 접근 방식

    "우리는 최첨단을 추구하고 있었습니다": CleanSpark가 마이크로그리드 개발의 선두 주자로 자리매김하는 방법.

    첨단 계랑 인프라란?

    AMI는 에너지 회사와 고객 간의 양방향 통신을 가능하게 하는 통합 고정 네트워크 시스템입니다.

    스마트 미터란 무엇인가요?

    이러한 디지털 장치는 전기, 가스 또는 수도 소비량을 실시간으로 측정하여 에너지 계량을 더욱 효과적으로 관리합니다.

    스마트 그리드 기술이 에너지 생산을 최적화하는 방법

    스마트 그리드 기술은 에너지 공급업체가 청정 에너지로 전환하고 탄소 배출을 줄일 수 있도록 지원하는 디지털 인텔리전스를 통해 기존 전기 시스템을 현대화할 수 있습니다.

    넷제로란?

    순 배출량 제로란 대기 중으로 방출되는 온실가스의 양과 대기에서 제거되는 온실가스의 양이 동일하여 균형이 맞춰지는 지점입니다.

    에너지 관리란 무엇인가요?

    에너지 관리는 에너지 사용을 보존하고 에너지 비용을 줄이기 위해 조직의 에너지 소비를 적극적이고 체계적으로 모니터링, 제어 및 최적화하는 것입니다.

    다음 단계 안내

    IBM Maximo Application Suite로 기업 자산의 잠재력을 최대한 활용하세요. 이 통합 클라우드 기반 솔루션은 AI, IoT, 고급 분석 기능을 활용하여 자산 성능을 극대화하고, 자산 라이프사이클을 연장하며, 운영 비용을 최소화하고 다운타임을 줄입니다.

    IBM Maximo에 대해 알아보기 무료 평가판 시작하기
    각주

    1 미국 에너지부(DoE)의 마이크로그리드 이니셔티브( ibm.com 외부 링크), 미국 에너지부, 2012년 10월.

    2 마이크로그리드를 통해 피츠버그 국제공항에서 미화 100만 달러를 절약한 방법(ibm.com 외부 링크) Microgrid Knowledge, 2022년 7월.

    3 마이크로그리드 분석 및 사례 연구 보고서(ibm.com 외부 링크), 캘리포니아 에너지 위원회, 2018년 8월.

    4 2032년까지 마이크로그리드 글로벌 시장 규모가 550억 달러 이상으로 성장할 것으로 추산(ibm.com 외부 링크), Guidehouse Insights, 2024년 1월.