전력 시스템에서 마이크로그리드란 무엇이며 어떻게 작동하나요? 큰 폭풍이 몰아칩니다. 지역 전체에 전기가 끊깁니다. 지역 병원에 있어 이는 불편이 아니라 위기입니다. 하지만 동네는 어두워도 병원은 괜찮습니다. 불은 켜져 있습니다. 생명 유지 장치가 작동하고 있습니다. 수술은 계속됩니다. 이건 마법이 아닙니다. 마이크로 그리드입니다. 우리 모두는 그 어느 때보다 많은 전력을 사용하고 있으며, 메인 그리드는 그 수명을 다하고 있습니다. 따라서 전력 손실을 감당할 수 없다면 마이크로그리드가 무엇인지 이해해야 합니다.
카마다 파워 100kWh 배터리 스토리지 시스템
카마다 파워 200kWh 배터리 스토리지 시스템
마이크로그리드의 기본 사항 이해하기
그렇다면 마이크로그리드란 무엇일까요? 소규모의 로컬 전력망입니다. 자체적으로 실행하거나 주요 유틸리티에 연결할 수 있습니다. 특정 장소를 위한 개인용 독립형 그리드라고 생각하면 됩니다. 공장, 캠퍼스 등 어디든 가능합니다.
마이크로그리드는 크게 네 가지 부분으로 구성됩니다. 이것이 전부입니다.
- 발전기. 전력이 만들어지는 곳. 디젤 발전기가 될 수도 있고 태양광 패널이 될 수도 있습니다. 상관없습니다.
- 에너지 저장. 이것이 핵심입니다. 거의 항상 다음과 같은 산업용 배터리의 큰 뱅크입니다. 나트륨 이온 배터리 팩. 전력이 필요하지 않을 때는 전력을 저장했다가 필요할 때 다시 돌려줍니다.
- 로드합니다. 전력을 사용하는 것들. 건물의 HVAC. 무거운 산업 장비 공장 현장에서
- 제어 시스템. 바로 두뇌입니다. 이 컨트롤러는 종종 BMS에 연결되어 있으며, 전력이 어디로 가는지 매초마다 모든 결정을 내립니다.
크게 두 가지 종류가 있습니다: 그리드 연결 및 섬. 그리드에 연결된 마이크로그리드는 전력을 유틸리티에 다시 판매할 수 있습니다. 섬에 있는 마이크로그리드는 완전히 독립적입니다. 그래야만 합니다. 외딴 광산이나 군사 기지를 생각해보세요.
마이크로그리드 주요 매개변수
보다 명확한 이해를 돕기 위해 상업용 마이크로그리드의 일반적인 데이터 몇 가지를 소개합니다.
| 매개변수 | 일반적인 범위 | 참고 / 출처 |
|---|
| 마이크로그리드 용량 | 100kW - 10MW | IEEE Std 2030.7, 2022 |
| 에너지 저장 크기 | 200 kWh - 5 MWh | NREL 마이크로그리드 데이터베이스 |
| 최대 부하 지속 시간 | 1~24시간 | 현지 수요 프로필에 따라 다름 |
| 재생 가능한 공유 | 20% - 100% | 미국 DOE, 샌디아 연구소 |
| 아일랜드 모드 지속 시간 | 30분 - 72시간 | IEEE 표준 2030.7 |
| ROI | 3~7년 | 미국 상용 마이크로그리드 프로젝트, 2023년 |
| 탄소 배출 감소 | 101T3PT - 601T3PT | NREL, 2022 |
| kW당 비용 | $1,000 - $4,000 | DOE EERE, 2023 |
마이크로그리드의 작동 방식
마이크로그리드의 역할은 에너지 흐름을 관리하는 것입니다. 지능적으로. 제어 시스템은 항상 모든 것을 감시합니다. 발전량, 배터리 잔량, 건물 수요. 화창한 날이라고 가정해 봅시다. 태양광 패널이 필요한 전력보다 더 많은 전력을 생산하고 있습니다. 컨트롤러는 이를 감지하고 여분의 전력을 사용자의 스마트폰으로 전송합니다. 나트륨 이온 배터리 팩. 간단합니다. 그런 다음 구름이 오거나 큰 기계가 시동됩니다. 컨트롤러는 즉시 배터리에서 전력을 끌어와 부하를 감당합니다. 끊임없이 균형을 잡는 행위입니다.
제어 전략은 이를 수행하는 방법입니다.
| 제어 전략 | 설명 | 효율성 / 혜택 | 출처 |
|---|
| 중앙 집중식 제어 | 단일 컨트롤러로 모든 구성 요소 관리 | 높은 조정력, 최적화된 운영 | IEEE 표준 2030.7 |
| 분산 제어 | 로컬 컨트롤러가 구성 요소 관리 | 장애에 대한 복원력 향상 | NREL 마이크로그리드 가이드, 2022 |
| 예측/인공지능 기반 제어 | 로드 및 생성을 위한 예측 및 ML | 비용 절감 5-15%, 재생 에너지 사용량 증가 | 샌디아 연구소, 2023 |
하지만 가장 중요한 기능은 아일랜드 모드. 메인 그리드에 장애가 발생하면 마이크로그리드가 연결이 끊어집니다. 이는 순식간에 발생합니다. 그런 다음 자체 리소스를 사용하여 시설에 전력을 공급합니다. 데이터 센터의 경우 이는 데이터 손실이 없다는 것을 의미합니다. 공장의 경우 가동 중단이 없습니다. 이러한 즉각적인 전환이 바로 회복탄력성의 핵심입니다. 이것이 바로 요점입니다.
애플리케이션 및 사용 사례
그렇다면 실제로 이런 것들이 어디에 쓰일까요? 모든 곳에서요.
| 마이크로그리드 유형 | 일반적인 사용 사례 | 장점 | 주요 참고 자료 |
|---|
| 커뮤니티 마이크로그리드 | 주거 지역, 캠퍼스 | 지역 에너지 자율성, 피크 쉐이빙 | NREL, 2022 |
| 산업용 마이크로그리드 | 공장, 창고 | 안정성, 비용 최적화, 재생 가능한 통합 | IEEE PES, 2023 |
| 원격/오프그리드 마이크로그리드 | 섬, 시골 지역, 군사 기지 | 독립적인 운영, 에너지 보안 | 샌디아 연구소, 2022 |
| 하이브리드 마이크로그리드 | 그리드 연결 + 섬형 결합 | 유연성, 재생 가능한 통합 | 미국 DOE 마이크로그리드 보고서, 2023년 |
병원에서는 실패를 감당할 수 없기 때문에 이러한 기술을 사용합니다. 절대로. 데이터 센터는 100% 가동 시간이 필요합니다. 대학에서는 전력 요금을 줄이기 위해 사용합니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 것은 대형 물류창고입니다. 생각해 보세요. 전기 지게차가 여러 대 있습니다. 지게차는 계속 충전해야 합니다. 이를 위해 메인 그리드에 의존할 수는 없습니다.
마이크로그리드 구현의 이점
비즈니스가 왜 관심을 가져야 할까요? 보상이 실제적이기 때문입니다.
- 온라인 상태를 유지합니다. 마이크로그리드는 유틸리티에 장애가 발생해도 비즈니스를 계속 운영할 수 있게 해줍니다. 기간.
- 비용을 절약할 수 있습니다. 전기 요금이 가장 비싼 시간대에 저장된 배터리 전원을 사용하세요. 이를 '피크 쉐이빙'이라고 하며, 전기 요금을 직접적으로 절감할 수 있습니다.
- 친환경적으로 전환할 수 있습니다. 마이크로그리드는 태양광과 풍력을 통합하는 가장 좋은 방법입니다. 이를 통해 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다. ESG 목표가 있다면 큰 도움이 됩니다.
- 돈을 벌 수 있습니다. 마이크로그리드는 더 큰 전력망에도 도움이 될 수 있으며, 이에 대한 대가를 받을 수도 있습니다. 이는 또 다른 잠재적 수익원입니다.
도전 과제 및 고려 사항
항상 쉬운 일은 아닙니다. 현실을 직시하세요. 초기 비용이 많이 듭니다. 하지만 3~7년 안에 그 비용을 회수할 수 있습니다. 제어가 복잡하기 때문에 제대로 하려면 실제 엔지니어링이 필요합니다. 그리고 유틸리티 회사를 상대하는 것은 고통스러울 수 있지만 규칙은 점점 개선되고 있습니다.
마이크로그리드 기술의 미래 동향
이 분야는 빠르게 변화하고 있습니다. 현재 가장 큰 변화는 사용자의 에너지 패턴을 학습하는 AI 제어 기능입니다. 하이브리드 마이크로그리드 전원을 믹스 앤 매치하는 것이 이제 표준이 되었습니다. 사실 더 스마트한 도시를 건설할수록 마이크로그리드는 는 기초가 됩니다.
결론
결론은 이렇습니다. 마이크로그리드는 백업 발전기가 아닙니다. 에너지 전략입니다. 복원력을 제공하고 비용을 절감하며 지속 가능성에 도움이 됩니다. 여러분은 자신만의 전력 섬을 만드는 것입니다. 문을 계속 열어둘 수 있다는 것만으로도 전략적 투자입니다.
마이크로그리드가 적합한지 궁금하신가요? 문의하기. 엔지니어가 도와드릴 수 있습니다. 무료 통화를 예약하세요. 귀사의 전력 요구 사항을 살펴보고 적합한 설정을 찾아드립니다.
자주 묻는 질문
마이크로그리드가 메인 그리드에 연결이 끊기면 어떻게 되나요?
컨트롤러가 문제를 감지하고 스위치를 누릅니다. 즉시. 그리드에서 분리되어 자체 전원과 배터리로 작동하기 시작합니다. 조명이 깜빡이는 것도 볼 수 없을 것입니다.
마이크로그리드는 얼마나 오래 자체적으로 작동할 수 있나요?
제작 방식에 따라 다릅니다. 배터리는 얼마나 큰가요? 현장에서 얼마나 많은 전력을 생산할 수 있나요? 몇 시간 동안 폭풍우를 견딜 수 있도록 설계된 것도 있습니다. 병원과 같은 중요 시설은 며칠 동안 작동하도록 설정할 수 있습니다.
이러한 것들에 대한 실제 ROI는 얼마입니까?
미국과 유럽에서는 보통 3~7년의 투자 회수 기간을 예상합니다. 물론 ROI는 청구서 비용 절감에서 비롯됩니다. 하지만 가장 큰 이유는 하지 마십시오. 정전 중 셧다운을 피하지 못하면 손실이 발생합니다.
기존 디젤 발전기와 함께 마이크로그리드를 사용할 수 있나요?
그렇습니다. 좋은 하이브리드 마이크로그리드는 이를 위해 설계되었습니다. 디젤 발전기가 태양광 및 배터리와 함께 통합됩니다. 중앙 컨트롤러가 모든 것을 관리하며 항상 가장 저렴하고 깨끗한 전원을 선택합니다.