글: Steven Shackell
2019년 10월 캘리포니아 북부에서 발생한 산불로 인해 캘리포니아 주 훔볼트 카운티에서는 며칠 동안 예방적으로 주 그리드 전력 차단이 실시되었습니다. 불행히도 전기로 작동하는 의료 장비에 생명을 의존하는 훔볼트 주민들이 여러 명 있었습니다. 다행히 근처에 Blue Lake Rancheria 마이크로그리드가 있어 전기에 의존하는 주민들을 돕고 말 그대로 이들의 생명을 구했습니다.
마이크로그리드는 전기를 생산, 분배, 소비하는 방식을 변화시키고 있습니다. 이 문서에서는 마이크로그리드의 기본 사항과 분산형 에너지 수집 및 분배의 장점을 살펴봅니다.
마이크로그리드란 무엇일까요?
마이크로그리드는 독립적으로 또는 주 에너지 그리드와 연계하여 작동할 수 있는 소규모의 국지적 에너지 시스템입니다. 정의의 광범위한 특성을 고려할 때 마이크로그리드는 단일 주거용 주택부터 수만 개의 건물이 있는 전체 자치단체에 이르기까지 크기가 매우 다양할 수 있습니다.
마이크로그리드의 정의상 특징은 자연 재해, 전력 그리드 장애 또는 계획된 정전이 발생할 경우 자율적으로 작동하고 주 전력 그리드에서 신속하게 연결을 끊을 수 있다는 것입니다. 마이크로그리드의 탄력성은 병원, 응급 서비스, 국방 전초 기지, 데이터 센터 및 제조 공장과 같은 중대 시설에 매우 중요합니다.
게다가 마이크로그리드는 독립적으로 전력을 생산할 수 있습니다. 모든 경우는 아니지만 대부분의 경우 마이크로그리드 에너지 생산은 매우 효율적이고 환경 친화적인 에너지원을 활용합니다. 이러한 에너지원들이 함께 작동하여 마이크로그리드의 서비스 지역 내에서 전기를 생산, 저장 및 분배합니다. 예를 들어, 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스는 볼더 카운티와 상대적으로 마이크로그리드로 운영되며 여기에서 수십 개의 건물, 연구 시설 및 기숙사에 전력을 공급하여 캠퍼스의 에너지 탄력성을 높이고 탄소 영향을 줄입니다.
마이크로그리드에서 에너지 수집의 역할
산업 혁명 이후 화석 연료는 전기를 생산하는 주요 수단이 되었습니다. 그러나 석탄 및 천연 가스를 활용하는 시설은 규모가 크고 비용이 많이 들며 중앙 집중식 에너지 생산 모델에 의존합니다.
분산형 에너지 수집은 마이크로그리드 시스템의 중요한 구성 요소이며, 주변 환경에서 지속 가능한 방식으로 생산된 에너지를 포착하고 저장합니다. 마이크로그리드에서 에너지 수집에 사용되는 몇 가지 일반적인 기술이 있습니다.
태양광 에너지 수집
태양열 패널은 단일 보드 수준의 마이크로그리드부터 메가와트급 태양광 발전소에 이르기까지 다양한 시스템을 통해 확장성이 뛰어납니다. 태양광 에너지 수집은 배터리 기술과 결합했을 때 직접적으로 전 세계에서 스마트 그리드 및 마이크로그리드를 실현하는 역할을 합니다. 이 풍부하고 청정한 에너지는 낮 동안 전기를 생산하고, 밤과 햇빛이 없는 낮 동안에는 배터리에 에너지를 저장하며, 다양한 규모에서 완전히 독립적인 에너지 탄력성을 확보해 줄 수 있습니다. TI의 BQ255와 같은 전환 배터리 충전기 기술을 이용하면 직접 태양광과 배터리 전원 간을 원활하고 거의 즉각적으로 전환할 수 있습니다.
풍력 에너지 수집
일반적으로 자치단체 규모의 마이크로그리드에 사용되는 풍력 에너지 수집 기술은 바람의 운동 에너지를 포착하는 풍력 터빈을 활용합니다. 풍력 에너지 수집은 바람 패턴이 일정한 지역의 마이크로그리드에 특히 유용하며, 간헐적인 보충 에너지원으로 가장 자주 사용됩니다. 풍력 터빈은 크기가 다양할 수 있으며 가장 큰 풍력 터빈은 연간 주민 80,000명에게 공급하기에 충분한 전력을 생산합니다.
열 에너지 수집
열 에너지 수집 시스템은 지열 활동이 높은 지역에서만 가능하기 때문에 풍력 발전보다 지역적으로 더 제한적입니다. 그러나 이러한 활동이 있는 지역에서는 열 에너지 수집을 통해 마이크로그리드를 위한 지속적이고 신뢰할 수 있는 전기를 생산할 수 있습니다. 예를 들어 아이슬란드에서는 전력의 20% 이상과 열의 거의 전부가 지열 활동을 통해 생산됩니다. 수도인 레이캬비크는 마이크로그리드에서 운영되며, 난방의 95%와 전기의 25%가 지열 에너지 수집에 의존합니다.
마이크로그리드 - 미래의 힘
마이크로그리드는 지속 가능하고 신뢰할 수 있는 에너지 인프라로 전환하는 데 앞장서고 있습니다. 지속 가능한 에너지 수집 및 저장의 출현으로 중앙 집중식 대규모 발전소의 필요성이 사라졌습니다. 이러한 기능은 이제 전 세계적으로 마이크로그리드, 즉 분산형 에너지 시스템을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다. 기후 변화와 다양한 에너지 환경이라는 과제 속에서 사회가 계속 발전함에 따라, 마이크로그리드는 에너지 가용성에 부정적인 영향을 주지 않으면서 유망하고 확장 가능하며 지속 가능한 솔루션을 제시합니다.
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