충전스태드나 홈충전기는 교류전력을 그대로 공급하므로 차량 탑재형 충전기에서 직류 변환하여 배터링 충전한다. 차량에 충전시 가정용 전력설비의 용량과 충전시의 안전 등을 고려하여 교류전력을 공급하는 경우 이런 충전기들을 사용하는 추세이다.
최근에는 경량화 및 고출력을 요구하는 전기자동차용 전동기와 리튬이온 배터리의 충전을 위해 충전전압이 DC300V~400V 정도이다.
이를 위해서 직류를 공급하는 충전기는 배터리제어시스템(BMS)의 명령을 받아 실시간으로 직류전압과 전류를 미세조정하여야 한다.
충전인프라 중 홈충전기를 사용하면 현행 3kW 수준으로 지급되고 있는 220V 가정용 전력의 누진전력요금제를 피하고 7.7kW까지의 전용전력선을 가설하여 전기자동차 전용요금제를 적용받을 수 있다.
단독형 홈충전기는 전력 전력선과 옥외 전력량계를 이용하여 별도 계량하여 기존의 방식대로 월말 요금합산이 가능하다.
이 경우 전기자동차 전용요금제가 적용되는 이 전력선에서 타 목적으로 전력을 사용할 수 없도록 하기 위해 충전기가 필요하거나 전자식전력량계가 차량과 통신을 하고 전기자동차를 인식할 수 있는 신호를 읽고 차단기를 열어 전력을 공급하는 기능을 갖도록 할 수 있다.
또한 약 8시간 정도 차량이 주차되어 있는 직장에서도 공동형 홈충전기를 설치하여 사용할 수 있다. 이는 RFID 인식기능이 있거나 차량ID를 읽는 기능이 있어 개별 사용자에게 월말에 충전비용을 월급에서 삭감하는 방식을 적용할 수도 있다.
충전인프라 중 특히 충전소 설치 활성화를 위해 1구내 2인입을 허용하여 구내설비 변경에 따른 공사비를 최소화하였다. 이로 인해 고압고객은 계약전력 초과시 구내변압기 증설에 따른 공사비 부담을 경감할 수 있으며, 별도 전압을 받아 시공시간도 단축 가능하며, 저압 공급범위를 100kW~499kW로 확대하여 공사비 부담을 경감시켰다.
향후 전기자동차의 보급이 가속화되어 전체 승용차 등의 약 10% 정도가 전기자동차로 바뀐다면 충전전력으로 인한 전력수요 피크가 발생할 수 있다. 그러나, 급속충전기를 사용할 경우 소비자가 즉각적인 충전전력사용을 원하는 경우를 제외하고 심야시간대의 충전용 전력요금이 상대적으로 저렴하면 소비자는 차량을 운행하지 않는 심야시간에 충전을 할 것이다.
따라서, 심야시간에 충전을 유도할 수 있는 요금제를 개발하여 홈 충전기에 탑재한다면 그 효율성이 높아질 것이다. 시간대별 전력수요는 주간시간에 사용량이 많고 심야시간에 사용량이 적다. 이런 전력을 생산하기 위해서는 발전가격이 싼 순으로 원자력, 석탄발전이 있는 이는 시간에 무관하게 일정한 전력을 생산하는 기저부하를 감당하고 있다.
그 다음으로 발전단가가 비싼 LNG, 중유, 복합화력발전 등이 시간대별 전력수요에 반응하며 발전량을 변화하고 있다.
따라서, 같은 전력사용량이라도 가능하면 매시간대의 전력사용을 일정하게 하여 부하평준화에 가깝게 사용한다면 기저부하용 발전량을 늘릴 수 있으므로 국가적 에너지 수입비용이 절약되며 또한 전력수요 피크 대비 발전, 송·변전, 배전 등의 전력설비 투자회피가 가능하다.
현재 운행되고 있는 승용차의 약 10%가 미래에는 전기자동차로 대체된다면 국내 총 전력수요는 약 2% 정도가 증가되는 것으로 추정된다. 더욱이 이 전력수요 증가분이 퇴근시간 직후 전기자동차 충전으로 이루어진다면 저녁시간대 전력피크 발생도 가능하다.
그러므로 오후 7~8시 정도 퇴근해도 충전용 커넥터는 연결하되 소비자가 버턴을 선택하여 즉각적으로 충전을 시작하지 않고 심야시간대에 자동적으로 충전이 될 수 있는 충전기 기능의 구현도 필요하다.
다음 호에는 전기자동차 역전송에 대하여 기고하겠다.
전기자동차 전력연계 및 전력운영기술
전기자동차 전력연계 및 전력운영기술
- 입력 2015.07.27 13:45
- 기자명 나주신문
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