'지능+친환경' 전기차충전시스템 개발… 전기차 확산 기대

에너지저장장치+신재생에너지 하이브리드 결합
분산전원 ESS 융합형 전기차 충전시스템 운영기술

분산전원 하이브리드형 태양광 ESS 기반 전기차 충전시스템

전 세계적으로 전기차 보급이 늘고 있는 가운데 화석연료가 아닌 신재생에너지로 전기차를 보다 안정적이고 효율적으로 충전할 수 있는 충전시스템이 개발됐다. 전기차 충전을 위해 화석연료 사용했던 모순을 극복하고 전기차 확산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 

8일 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)에 따르면 제주글로벌연구센터 전력시스템연구팀은 에너지저장장치(ESS)와 신재생에너지를 최대한 활용해 전기차의 친환경성을 더하고 에너지자립과 안정적 전력을 유지할 수 있는 '분산전원 ESS 융합형 전기차 충전시스템 운영기술'을 개발했다. 실증을 통해 검증했다.

연구팀이 개발한 '하이브리드형 분산전원 전기차 충전시스템'은 화석연료에 의한 전기자동차의 충전전력을 신재생에너지로 충당해 전기자동차의 친환경성을 더했다. 동시에 전력계통의 안정성 확보와 부담을 최소화할 수 있는 운영기술을 통해 에너지자립률을 높였다.

연구팀은 수학적 모델기반의 모델예측제어를 개발·적용해 불규칙한 전기차 이용과 신재생에너지의 발전에 배전계통 허용기준인 정격전압의 ±6% 이내로 안정적인 전압을 유지할 수 있도록 했다. 인공지능(AI)을 이용한 발전량 예측과 ESS 운영을 통해 단점인 간헐성을 극복하고 실증을 통해 발전량과 전기차 충천패턴을 분석하고 알고리즘 최적화를 수행 중이다. 

그동안 대부분의 전기차 충전시스템은 현재 상태를 확인하는 모니터링 기능에 국한됐지만 이번 연구를 통해 전기차 충전과 같은 비정형성 부하와 태양광 등 분산전원의 발전패턴에 따라 전기차충전량과 실시간 양방향 ESS 통합 제어기술을 100% 국산화하는 데 성공했다.

이번 연구는 태양광과 ESS·전기차충전기를 결합한 전기차 충천시스템의 보급과 확산에 기여할 것으로 기대된다. 위기나 재난 시 분산전원기반의 태양광 발전 시스템과 연동해 긴급충전소로서의 편의도 제공할 수 있을 것으로 보인다. 

연구진은 "고속도로 휴게소나 친환경단지·스마트시티 개발사업 등에 분산전원 기반 전치가 충전시스템 보급형태로도 공급 가능할 것으로 본다"며 "전력망 구축이 미비한 아프리나·동남아 등 전력 수요 급증 추세에 따라 지역적·환경적 특성에 부합하는 신재생에너지 충전스테이션 거점을 확보할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 

김대진 전력시스템연구팀 선임연구원은 "전기차의 충전수요를 담당하는 인프라 기술로서 전기차 충전부하 증대에 따른 안정적인 전력계통 운영에 매우 중요한 역할을 하게 될 것으로 전망한다"며 "분산전원 기반의 다양한 스마트에너지 커뮤니티에도 적용이 가능할 것"이라고 밝혔다. 임효인 기자