마이크로 그리드는 기존의 대규모 중앙 집중식 전력 시스템에서 벗어나, 특정 지역(건물, 캠퍼스, 산업단지, 섬 등) 내에서 전력을 자급자족하고 관리하는 소규모 독립형 또는 계통 연계형 전력망입니다.
1) 정의 및 스마트 그리드와의 차별성
정의: 마이크로 그리드는 일정 지역 내에서 자체적인 전력 생산(신재생에너지, 소형 발전기 등), 에너지 저장 장치(ESS), 부하(소비)를 통합하고, 지능형 제어 시스템을 통해 전력을 관리하는 국지적(Localized) 에너지 시스템입니다. 평상시에는 기존의 대규모 전력망(Macro Grid)과 연결되어 전력을 주고받거나 지원을 받지만, 외부 전력망에 문제가 발생하거나 필요에 따라서는 분리되어 독립적으로 운영될 수 있는 특징(독립 운전 모드 또는 아일랜드 모드)을 가집니다.
스마트 그리드(Smart Grid)와의 차별성:
| 구분 | 마이크로 그리드 (Micro Grid) | 스마트 그리드 (Smart Grid) |
| 규모 및 범위 | 국지적, 소규모 (특정 건물, 단지, 지역) | 광역적, 대규모 (국가 또는 지역 전체의 전력망) |
| 주요 목적 | 국지적 에너지 자립, 전력 회복탄력성(Resilience), 국지적 최적화, 에너지 비용 절감, 친환경 에너지 사용 확대 | 전력망 전체의 효율성 향상, 신뢰성 증진, 대규모 신재생에너지 연계, 수요 반응 활성화, 전력 서비스 고도화 |
| 운전 모드 | 독립 운전 모드(Island Mode) 가능 | 독립 운전 모드 불가 (자체가 대규모 전력망) |
| 관리 대상 | 해당 구역 내의 전력 생산, 저장, 소비 (부하) 전체 | 발전, 송전, 변전, 배전, 판매 등 전력 시스템 전반 및 소비자 |
| 분산 에너지 자원(DER) | 주요 구성 요소, 필수적 통합 대상 | 연계 및 통합 대상 중 하나 |
| 에너지 저장 장치(ESS) | 안정적 운영 및 독립 운전을 위한 핵심 요소 | 전력망 안정화 및 효율 향상을 위한 요소 중 하나 |
요약하자면, 스마트 그리드가 대규모 전력망 전체를 디지털 기술을 활용하여 효율화하고 지능화하는 개념이라면, 마이크로 그리드는 그 스마트 그리드의 일부 또는 독립적인 형태로, 특정 구역 내에서 분산 에너지 자원을 통합하여 전력을 자급하고 비상 시 독립 운전이 가능한 국지적이고 자율적인 전력 시스템입니다. 마이크로 그리드는 스마트 그리드의 하위 시스템 또는 구성 요소가 될 수 있습니다.
2) 기존 신·재생에너지 보급사업과의 차별성
기존 신·재생에너지 보급사업은 주로 태양광, 풍력 등 신·재생에너지 발전 설비의 설치 자체를 늘리는 데 초점을 맞추었습니다. 생산된 전력은 대부분 기존의 대규모 전력망에 연계하여 판매하거나 단순히 해당 시설에서 소비하는 형태였습니다.
반면, 마이크로 그리드는 이러한 기존 보급사업과는 다음과 같은 차별성을 가집니다.
- 시스템 통합 및 지능적 관리: 단순 발전 설비 설치에 그치지 않고, 여러 종류의 신·재생에너지원, 소형 발전기, 에너지 저장 장치, 그리고 해당 구역의 다양한 부하(에너지 소비 패턴)를 하나의 시스템으로 통합합니다. 또한, 실시간 예측 및 최적화 알고리즘을 갖춘 지능형 제어 시스템을 통해 이 통합된 시스템을 효율적으로 관리합니다. (언제 어떤 에너지원을 사용하고, 언제 에너지를 저장/방출하며, 부하를 어떻게 조절할지 등)
- 에너지 저장 장치(ESS)의 핵심적 역할: 기존 보급사업에서는 ESS가 부가적인 요소였거나 충방전 제어 기능이 제한적이었습니다. 마이크로 그리드에서는 ESS가 필수적인 구성 요소이며, 신·재생에너지의 간헐성을 보완하고, 남는 전력을 저장했다가 필요할 때 사용하며, 특히 독립 운전 시 전력 공급의 안정성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 수행합니다.
- 회복탄력성(Resilience) 및 독립 운전 능력: 기존 보급사업의 신·재생에너지 설비는 대부분 대규모 전력망이 정상일 때만 가동되는 계통 연계형이었습니다. 외부 전력망 사고 시에는 안전을 위해 가동이 중단되었습니다. 하지만 마이크로 그리드는 이러한 비상 상황에서도 외부 전력망과 분리되어 자체적으로 전력을 공급할 수 있는 독립 운전 능력을 가집니다. 이는 재난 발생 시 중요 시설이나 지역에 안정적인 전력 공급을 유지하여 사회적 피해를 줄이는 데 매우 중요합니다.
- 다양한 최적화 목표: 기존 보급사업은 주로 신·재생에너지 '생산량 증대'에 집중했습니다. 마이크로 그리드는 생산량 증대와 더불어 에너지 비용 절감, 온실가스 배출 감축(해당 구역 내), 전력 품질 향상, 피크 부하 관리, 그리고 회복탄력성 확보 등 다양한 목표를 동시에 추구하며 시스템을 운영합니다.
- 수요 관리 및 참여: 마이크로 그리드는 해당 구역의 부하 패턴을 분석하고 예측하여, 필요에 따라 부하를 조절(수요 반응)하거나 제어함으로써 에너지를 효율적으로 사용하고 시스템 안정성을 높입니다.
따라서 마이크로 그리드는 단순한 신·재생에너지 설비의 확대를 넘어, 분산된 에너지 자원들을 통합하고 지능적으로 제어하여 지역 단위의 에너지 자립, 효율성, 그리고 비상 시의 안정적인 전력 공급 능력을 구현하는 차세대 에너지 시스템이라고 할 수 있습니다.