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푸에르토리코의 태양광 마이크로그리드가 정전 사태를 극복함

 (spectrum.ieee.org)
1P by GN⁺ 2일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • 4월 16일 푸에르토리코 전역이 정전된 상황에서 Adjuntas 마을은 마이크로그리드와 태양광 저장 시스템 덕분에 상당수 지역에 전력 공급 유지
  • 푸에르토리코 전력망의 노후화와 관리 부재로 인해 반복적인 정전이 이어지고 있으며, 2017년 허리케인 Maria 이후 수십억 달러의 복구 예산이 배정되었으나 관료주의와 정치적 갈등으로 지연됨
  • 최근 미국 에너지부가 루프탑 태양광 지원금을 기존 화석연료 기반 전력망 인프라 개선에 전환하기로 하면서 현지 업계와 정치권의 반발이 발생
  • 민간 주도로 태양광+배터리 시스템이 빠르게 확산되고 있으며, 특히 Adjuntas는 여러 마이크로그리드를 상호 연결해 정전 시에도 일부 지역이 자립적으로 전력을 유지하는 실증적 모델 구축
  • 커뮤니티 주도의 분산형 에너지 전환이 탄력을 받는 가운데, 정부 정책과 별개로 주민 중심의 태양광 도입이 지속적으로 확대되는 추세

Puerto Rico’s Solar Microgrids Power Through Blackout

전체 정전 속에서도 빛난 Adjuntas 마이크로그리드

  • 2025년 4월 16일 푸에르토리코 전역이 정전된 가운데, 산악지대에 위치한 Adjuntas 마을은 마이크로그리드, 태양광 패널, 저장 장치의 조합으로 상당수 상점과 가정에 전력 공급 유지
  • 다른 지역 주민들은 24시간 이상 전력 복구를 기다려야 했음
  • 이번 정전은 노후 전력망과 관리 부재로 인한 반복적인 사태 중 하나로, 이전에도 식생물 관리 부족, 노후 케이블, 태풍으로 인한 대규모 정전 발생

전력망 위기와 정책 혼란

  • 수십 년간의 관리 부실과 투자 부족으로 전력 인프라가 노후화
  • 2017년 허리케인 Maria 이후 약 200억 달러의 연방 재난 복구 자금이 배정되었으나, 관료주의와 정치적 갈등으로 집행이 지연됨
  • 최근 미국 에너지부가 3억 6,500만 달러의 태양광 지원금을 기존 화석연료 기반 전력망 인프라로 전환하기로 결정, 지역 태양광 업계와 정치권에서 반발 발생

태양광의 역할과 커뮤니티 실천

  • 정치적 혼란과 연방 자금 병목 속에서도, 민간 주도로 태양광+배터리 시스템(리스·대출·PPA 등) 확산
  • 매달 약 4,000개의 태양광+배터리 시스템이 신규 가동
  • 2025년 3월 기준, 1.14GW의 분산형 태양광·2.34GWh 배터리가 전력망에 연결
  • 태양광 발전이 연간 전체 가정용 전력소비의 12.5% 이상 차지, 대부분 주거용 설비에서 생성

Adjuntas의 실험적 마이크로그리드 모델

  • 인구 18,000명의 Adjuntas에서는 지역 환경 단체 Casa Pueblo와 미국 에너지부 Oak Ridge National Laboratory가 여러 마이크로그리드를 상호 연결하는 '그리드 오케스트레이션' 전략을 실증
  • 이 방식은 한 곳에 정전이 발생해도 다른 곳의 전력망에 영향이 없도록 분산형·중복 구조를 만듦
  • 5개의 마이크로그리드가 총 228kW 태양광과 1.2MWh 저장 용량을 제공, 가정과 15개 상점에 전력 공급
  • 마이크로그리드 간 에너지 거래 실증, 주간 피크 타임에는 타 마이크로그리드의 저장 전력을 활용, 야간에도 저장분 공유로 독립적 운영 가능

커뮤니티 주도의 미래 에너지 전환

  • Casa Pueblo는 커뮤니티 에너지 전환 연구소를 설립해 향후 인근 지역뿐 아니라 지리적으로 떨어진 마이크로그리드 간 연결을 목표로 실험 확대
  • 푸에르토리코는 무더위와 허리케인 시즌을 앞두고 추가 정전 위험에 대비 중
  • 현지 전문가들은 태양광+배터리의 분산형 에너지가 전체 정전 리스크를 낮추는 핵심이라고 강조
  • 정부의 화석연료 중심 정책에도 불구하고, 주민 주도의 태양광 투자와 에너지 자립이 빠르게 확산

요약

  • 분산형 태양광+저장 기반 마이크로그리드가 푸에르토리코의 전력망 회복탄력성과 지역 자립성을 높이는 핵심 사례로 부각
  • 정책 혼란과 관료주의로 인한 공공 인프라 개선의 한계를 커뮤니티 중심 혁신이 보완하는 전환점
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GN⁺ 2일전  [-]
Hacker News 의견

  • 집에서 사용할 소규모 태양광 시스템을 만드는 단계별 가이드나 좋은 링크가 궁금함

    • 건축 허가가 필요 없을 만큼 규모가 작아야 하고

    • 외관도 예뻐서 이웃들이 불만을 가지지 않을 디자인이어야 함

    • 배선은 플러그앤플레이 형태로 간단하게 하고 싶음

    • 내가 생각한 최선의 계획은 글램핑용 중형 배터리 팩을 구매해 벽에 꽂고, 냉장고와 전력이 많이 필요한 기기들(예: 지하습기제거기)을 연결해서 사용하는 방법임

    • 뒷마당 데크에 영구적이지 않은 작은 지붕을 만들어(건축 허가 요건 회피), 지붕 위에 태양광 패널을 올리고 거실에 둔 배터리까지 선을 연결하는 아이디어

    • 유럽에서는 발코니에 간단히 올려놓고 근처 콘센트에 꽂는 소규모 태양광 패널을 종종 사용함

      • Ecoflow Powerstream 리뷰 참고
      • 이 기사에는 콘센트를 입력용으로 쓰는 것이 안전한지에 대한 논의와, 이는 여러 유럽 국가에서는 허용되지만 미국에서는 허용되지 않는 점이 설명되어 있음
      • 대신 가전제품을 배터리에 바로 꽂아 사용하는 방식이 항상 가능함

    • 지역 규정에 따라 다르지만, 대부분 지붕에 설치하는 태양광은 건축 허가가 필요하지 않을 수 있음

      • 하지만 전기 허가는 거의 항상 필요함
      • 비용 절감을 목표로 한다면, 휴대용 배터리 팩 대신 AIO(올인원) 인버터와 서버랙 배터리를 추천
      • 패널과 배터리를 간단하게 연결 가능
      • 가정에서 전력을 돌릴 계획이라면, 전체 그리드와 맞물리지 않고도, 전기기사가 꼭 필요한 부하 패널을 만들어 인버터 출력으로 공급하게 하거나, 인버터가 그리드에 백업용으로만 연결되게 작업하면 가장 쉽고 저렴함

    • 참고자료:

    • DIY 태양광 정보가 온라인엔 매우 많지만, 허가와 시스템 설계는 지역마다 크게 다름

      • 예를 들어 플로리다에선 패널 성능이 좋아 많은 출력이 나오지만 허가 조건이 복잡함(허술하게 설치하면 허리케인 등에서 위험)
      • 미시간에 살 땐 허가나 구역 관련 규제가 적었지만 겨울 효율이 낮아서 패널 3~4배는 필요했음
      • 정말 소규모 시스템은, 극도로 전기가 적게 필요한 라이프스타일이 아닐 경우 투자 대비 효용이 그리 높지 않음

    • 나도 이런 DIY태양광에 관심이 많음

      • 기존의 코스트코 금속 파고라 대신, 태양광 지붕이 있는 파고라를 만들고 싶음
      • Jackery나 Anker Solix로 유사한 시스템을 구축하는 영상들을 본 적 있음
      • 2~3개 정도 하버프레이트 태양광 패널로는 실제로 집무실 정도만 돌릴 수 있음. 냉장고는 배터리 소모가 금방임
      • 입력/출력을 벽 콘센트를 통해 할 수 있고, 반드시 각 가전을 배터리/인버터에 직접 연결할 필요는 없는 것으로 알고 있음

  • 파키스탄에서는 태양광이 농촌과 도시 모두에 큰 효과를 내고 있음

    • 실제로 세계에서 가장 많은 태양광 패널 수입국이 되었음

    • 인도에서는 관개용 운하 위에 태양광을 설치해 좋은 성과를 내고 있음

      • 운하의 증발 손실을 줄여주고, 구조물 설계는 조금 까다로움

    • 파키스탄 태양광의 부가적 효과(그늘 제공 및 미세기후 개선)에 대해서도 궁금함

    • Volts 팟캐스트 에피소드에서 파키스탄 태양광 붐에 관한 흥미로운 결과들을 배움

  • 나는 전력망에 대해 잘 모르지만, 남아프리카의 만성 정전 문제에 이런 개념의 태양광 시스템이 도움이 될 수 있을지 궁금함

    • 내 도시는 정전이 매우 잦고, 대부분의 사람이 집에 태양광을 설치할 여력이 없음

    • 대다수가 태양광을 꼭 직접 설치하지 않아도 됨

      • 파키스탄도 비슷한 순환정전 문제였지만, 중국산 태양광 장비와 배터리 수입으로 그리드 부하를 줄여 정전이 크게 감소함
      • 수요 감소가 너무 커서 석탄발전소의 재정이 위태로울 정도임
      • 추가 논의 링크

    • Eskom(남아공 국영 전력공사)이 "비규격" 태양광 설치에 대해 소송을 걸고 있음

      • ANC 남아공에서 이 이슈는 정치적인 문제이고, Eskom이 실질적 서비스를 제공하지 않으면서 이용 요금을 위해 법적 조치를 취함
      • 모인 돈은 다시 자신들 친인척의 무의미한 서비스에 흘러감
      • 뉴스 링크

    • 내가 알기로 남아프리카 전력문제는 오랜 정치적 원인임

    • 송전선 용량이 포화된 경우, 특히 더운 날엔 배터리가 도움이 됨

      • 피크세이빙(피크수요 시 배터리 방전)으로 완전한 해결은 불가지만, 일부 시간대엔 부하이동(load shift)이 가능
      • 대규모 배전망 확보가 될 때까지도, 온실가스 감축 측면에서 배터리는 의미가 있음

    • 남아프리카 문제의 핵심은 ANC가 90년대 집권 이후 Eskom의 발전소 신증설을 확실하게 막았기 때문임

      • 경쟁 유입을 시도했지만 실행되지 않았고, 정부의 무능으로 문제 방치
      • 유지보수만 들어가도 전체 공급용량이 부족함
      • 그 덕분에 비싼 외제차 구입한 이들이 많아진 것이 유일한 이득인 상황

  • 태양광은 정말 좋아하지만, "미시그리드가 가능한 계층만 정전에서 벗어난다"는 점과 "순발전량에 대해 프리미엄 받고 고가 전기를 싸게 쓰는 구조"인 넷미터링 방식이 장기적으로 그리드의 진정한 복원력을 높인다고 볼 수 있을지 의문임

    • 한편 이렇게 도입 초기에 얼리어답터 덕분에 대량생산이 이루어져, 가격이 내려가 결국 더 많은 사람이 사용할 수 있게 된다는 시각도 있음

    • 넷미터링의 적용방식에 따라 다름

      • 1:1 크레딧 방식(예: 푸에르토리코)이라면 실질적 도움이 안 됨
      • 공급 조건에 따라 변동 크레딧을 주고 적절한 제어를 가한다면, 저장장치가 그리드 안정성 개선에 기여할 수 있음
      • 대규모 저장 프로젝트도 더 효율적이지만, 프로젝트 추진이 어려운 곳에선 개인 자본으로 설치해 수요 피크 때 그리드에 전력 공급하는 것도 충분히 유용함

    • 실제 경험에 따르면, 규제된 전력시장조차 수익 극대화를 위해 게임이 일어나고, 이는 그리드 안정성을 오히려 악화시킴

      • 재생에너지 확대와 안정성 목표가 충돌하고, 규제당국도 이를 해결하기 쉽지 않음

    • 넷미터링은 캘리포니아 대부분에서(신규시스템 기준) 이미 사라졌고, 이 흐름은 확산 중임

      • 분산형 태양광은 UL 1741-SB 기준에 맞게 모두의 그리드 안정성에 도움을 줌

  • 최근 "그리드 동기화" 인버터라는 장치가 전원 전환 스위치 없이 그리드로부터 땡겨오는 에너지를 일부 소거시켜주는 기능을 제공함

    • 정전시 수동으로 그리드 차단 스위치를 작동시키면 배터리나 패널 용량 내에서 집을 독립적으로 운영 가능

    • 이런 장치는 아직 북미에 대중화되지 않아, 기존 그리드타이/넷미터링 방식에 비해 진입장벽이 훨씬 낮아질 수 있는데 아쉬움이 큼

    • 푸에르토리코의 "마이크로그리드"들이 어떻게 그리드와 동기화되고, 동네 단위로 격리되는지 궁금함

    • 그리드 동기화 인버터는 아일랜드(섬 형태) 운전과 동일하지 않음

      • 자동 전환스위치 없이 운용 가능한 이유는, 그리드 신호 없을 땐 작동이 멈추고 외부에 전력이 역송되지 않도록 설계된 때문
      • 대부분 인버터는 단순 그리드 추종(Grid-following) 방식으로, 60Hz 신호를 만든 다른 소스(배터리/발전기)가 필요함
      • 전기모터 가동처럼 순간적으로 큰 부하가 들어오면 태양광만으로는 출력이 급감할 수 있기 때문에, 이런 스파이크 부하를 안정적으로 처리하려면 오프그리드 환경에선 배터리 또는 추가 발전원이 꼭 필요함

  • 나는 여름철 피크 사용 요금(가장 더운 날 자연히 태양광이 많음)을 완화할 정도만 태양광을 도입하고 싶음

    • 완전히 그리드에서 독립할 필요도 없고, 넷미터링 크레딧에도 관심 없음

    • 여름에는 300달러 청구서가 나오고 겨울은 50달러에 그침. 이런 문제의 좋은 해결책이 궁금함

    • 오리건에서는 Community Solar 프로그램이 있음

      • 옥상에 직접 태양광 패널 얹는 대신, 대규모 태양광 발전소 구독 형태로 전기요금 청구서에서 크레딧을 받음
      • 나는 신청하지 않았지만 주위의 평이 좋음
      • 오리건 Community Solar

    • 플로리다 지붕, 북캘리포니아 지상(Enphase 중심) 등 누적 200kW 이상 주택용 설치 경험이 있고,

      • 최근 중서부에서 200MW 태양광 프로젝트에 참여 중임
      • 지역, 전기요금, 계절적 요금 패턴 등의 정보를 공유하면 가이드 제공 가능함

    • 시애틀에서는 토탈 코스트 관점에서 태양광이 어차피 경제적으로 맞지 않음

      • 연중 햇빛이 너무 부족해서 20년 운영해도 수지가 맞기 어렵다는 온라인 계산기 결과가 신뢰됨

    • EG4에서 나오는 다이렉트 AC 미니스플릿(미경험, 약 $1500 패널비 별도) 제품을 추천

      • 남는 전기는 절대 안 나오고, 해지면 못 쓰지만 한여름엔 집이 시원할 듯함

    • 눈 많은 캐나다 산골 마을에서 7.8kW 옥상 발전으로 연간 $950치 전기 생산(단가 $0.13/kWh)

      • 전체 집의 냉난방을 히트펌프로 해결하고, 가스보일러 철거 및 가스관 차단으로 연간 2천달러 절감
      • 삶의 질이 크게 바뀐 경험담

  • 이 기사에서 불분명한 점은, 계통 연결 실패시 어떻게 되는지에 대한 규정이 있는지임

    • 또는 그리드 연결 조건으로 개인 저장장치+태양광 의무화 여부, 그리고 "3개 섬"을 어떻게 연결했는지 궁금함

  • 제3세계이면서 관료주의적인 이탈리아에서는 태양광 설치를 위한 서류작업에 몇 달씩 걸림

    • 직접 설치도 800W까지만 허용되어 오늘날엔 턱없이 부족한 용량임

    • 잉여 전력을 그리드에 공급하지 않는 경우에만 20kW까지 설치가 가능함

    • 이탈리아를 제3세계 국가라고 하는 건 너무 나간 표현임

    • 개발도상국에서 충분한 시간을 보내본 적이 없다면 이런 비교는 할 수 없음

      • 실제 경험이 다르면 관점이 완전히 다름

  • 이게 사실은 배터리 가격 문제가 아닐지 궁금함

    • 배터리를 갖고 있고 그리드에서 충전했다가 정전 때 방전시키면 적정 정전기간에는 그럭저럭 해결될지 생각함

    • 물론 배터리 자체를 감당할 수 있어야 함

    • 문제는 정전이 수 시간~하루라면 배터리로 버틸 수 있지만, 며칠~몇 달 갈 경우 현실적으로 큰 발전기를 추가해야 한다는 것임

      • 배터리 가격이 계속 하락은 하겠지만, 한 달 치 전력을 저장하는 것은 발전기 구매보다 경제성이 떨어질 것임

    • 만약 그리드에서 충전해놓은 배터리를 정전 때 쓰는 식이면 사용할 수 없음

      • 분리된 장치는 계통 주파수 신호를 볼 수 있기 때문에 가능한 것임
      • 정전이 되면 이 정보가 사라지고, 분리된 개별 장치들은 동기화된 "블랙스타트"가 불가함

    • 블랙아웃 길이에 따라 다름

      • 하루 이상이라면 태양광이 있어야 필요한 배터리량을 줄일 수 있음

  • 내가 아는 한, 대부분의 태양광+전력망 연결된 가정은 계통이 살아 있어야 태양광 발전이 작동함

    • 이유는 두 가지임

      • 첫째는 그리드 작업 중인 작업자 안전 때문
      • 둘째는 AC 주파수를 보험을 위해 그리드에 동기화해야 하기 때문임

    • 푸에르토리코에선 이런 문제가 없는지, 아니면 새로운 기술이 도입된 건지 궁금함

    • "아이슬랜딩"(Islanding)이 바로 그 용어임

      • 이제는 배터리를 포함한 PV 시스템에서 "아이슬랜드 모드"(섬처럼 분리운영) 지원이 점차 보편화되고, 합법적으로 허가도 받고 있음
      • 그리드가 나가거나 기준 벗어나면 집을 자동 분리하고 자체 공급으로 전환함
      • Tesla, Sigenergy가 대표적임
      • 일부 제품은 거의 무중단 UPS처럼 동작하고, 몇몇은 순간 정전 후 민감한 기기 재시작이 필요
      • 또 어떤 제품은 분리 전환에 시간이 걸림

    • 마이크로인버터가 아닌 스트링인버터를 사용하면, 배터리만 추가해도 그리드 없이 가동 가능한 경우가 많음

      • 발전기 연결용 전환 스위치와 유사한 형태로 상위 그리드와 분리함

    • 태양광에 로컬 배터리를 추가하면 어떤 상황에서도 쓸 수 있는 구성이 됨

      • 그리드 분리 시에도 배터리로 독립운전 가능함
      • 기사 전문은 아직 안 읽어봤지만, 아마 그리드-태양광-배터리 3자 조합을 쓴다고 생각함

    • 마이크로그리드는 아일랜드 기능을 갖춘 인버터와 자동 전환스위치를 사용함

      • 정전 시 메인 그리드와 완전히 분리해 독립적으로 가동, 자체 주파수도 알아서 조절함

    • 집이 그리드에서 완전히 분리된다면 주파수 싱크 걱정은 없음

      • UPS(무정전전원장치)와 같은 개념임
      • 여러 집과 배터리를 동시에 싱크 맞춰 운영하는 건 어려울 듯 하고, 스페인 대정전 관련 뉴스 전까진 이런 고민을 해본 적도 없음
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