전기 자동차는 그리드 탄력성을 지원하는 데 놀라운 역할을 합니다.

광범위한 전기화 계획으로 인해 미국의 노후화된 전력망에 대한 수요가 증가하고 있지만, 유틸리티 기업과 소비자는 전기 자동차(EV)에서 동맹을 맺을 가능성이 거의 없습니다.

차량-그리드 충전 프로그램은 지속 가능한 운송으로 전환하는 과정에서 전력망을 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다. 주차된 차량은 에너지 수요가 가장 많은 기간 동안 가정과 지역 사회에 전력을 다시 공급할 수 있습니다. 사진: Werner Slocum, NREL.

NREL(National Renewable Energy Laboratory)과 네덜란드 라이덴 대학교 환경 과학 연구소의 연구에서는 V2G(Vehicle-to-Grid) 양방향 충전 프로그램이 어떻게 단기 그리드 저장 기회를 제공할 수 있는지 평가합니다. 네이처커뮤니케이션즈 저널 기사.

전국적으로 미국인들은 계속되는 정전 사태에 직면해 있습니다. 정전 심각한 기상 현상으로 인해 발생합니다. 이러한 스트레스가 많은 시나리오에 기여하는 한 가지 요인은 미국의 전력 소비가 다음과 같은 경향이 있다는 것입니다. 예측 가능한 수요 에너지 공급과 항상 일치하지 않는 사이클. 예를 들어, 태양광 패널은 햇빛으로부터 전기를 생산하지만, 특히 겨울의 낮 시간이 짧고 밤이 추운 동안 에너지 수요는 하늘이 어두워진 후 저녁 시간에 증가하는 경향이 있습니다. 이에 대응하여 유틸리티 회사는 피크 수요 동안 소비자에게 더 많은 요금을 부과하는 사용 시간 요금 구조를 도입했습니다.

NREL 연구원들은 미래의 에너지 시스템이 어떻게 안도감을 줄 수 있는지 탐구하고 있습니다. 예를 들어, 완전히 충전된 EV 배터리에 저장된 에너지는 V2G 프로그램을 사용하여 수요가 가장 많은 기간 동안 가정과 지역 사회에 전력을 보충하는 분산형 백업 전력 네트워크를 제공할 수 있습니다. 에너지 수요가 안정되면 EV는 새로운 날을 예상하여 완전히 재충전됩니다.

“EV를 모바일 배터리 저장 시스템으로 상상해 보세요. EV는 사용 가능한 경우 초과 전력을 흡수하고 향후 요구 사항을 위해 해당 에너지를 저장할 수 있습니다.”라고 NREL의 배터리 성능 저하 과학자인 Paul Gasper는 말했습니다. “전력망의 유연성과 탄력성을 향상시키기 위해 전 세계 EV 차량 내에 재생 에너지를 저장할 수 있는 잠재력이 있습니다.”

NREL, EV 소유자를 위한 V2G 영향 및 기회 평가

이 연구의 일환으로 Gasper 팀은 다음을 포함하여 NREL의 고급 모델링 및 분석 기능을 사용했습니다. 미래 자동차 시스템 기술 시뮬레이터(FASTSim), 향후 EV 배포, 배터리 성능 저하 및 소유자 참여가 그리드 저장에 사용할 수 있는 글로벌 EV 배터리 용량에 어떤 영향을 미치는지 살펴봅니다. 이 연구는 EV 소유자의 운전 및 충전 습관이 사용 가능한 에너지 저장 용량에 어떤 영향을 미치는지 확인하는 데 도움이 되었습니다. 시장 참여와 소비자 동의가 성공적인 V2G 구현에 심각한 장벽이 되지만, 추가 NREL 연구에서는 V2G 시스템이 EV 소유자에게 어떻게 혜택을 줄 수 있는지 보여줍니다.

최첨단 기술을 사용하여 배터리 성능 저하 모델, NREL 전문가들은 V2G 프로그램이 EV 배터리의 상태와 수명에 어떤 영향을 미칠지 평가했습니다. 이 접근 방식은 실제 테스트와 온도 모델을 결합하여 전 세계의 다양한 기후와 운전 행동에 따라 시간이 지남에 따라 배터리 상태가 어떻게 변하는지 예측합니다. 조사 결과에 따르면 EV 소유자는 그리드 서비스에 참여하여 EV 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

Gasper는 “주차된 EV가 장시간 완전히 충전된 상태로 유지되면 낮은 충전 상태에 있을 때보다 배터리 성능이 더 빨리 저하됩니다.”라고 말했습니다. “참여하다 V2G 프로그램 차량이 주차된 동안 평균 충전 상태를 낮추어 배터리를 건강하게 유지하고 더 오래 지속하는 데 도움이 됩니다.”

V2G 기회를 최대한 활용하려면 인프라 업데이트가 필요함

연구원들은 낙관적입니다. 그러나 이 비전을 현실로 만들려면 기존 그리드 인프라를 대폭 업데이트해야 합니다. NREL 연구원 최근 2030년 국가 충전 네트워크 보고서를 발표했습니다., 미국의 EV 전환을 지원할 수 있는 국가 충전 네트워크에 대한 정량적 필요성 평가입니다. 이 연구에서는 2030년까지 도로에 3,300만 대의 경량 EV가 보급될 것이라는 중간 채택 시나리오를 통해 국가에 2,800만 개의 충전 포트가 필요할 것으로 예상합니다.

Andrew Meintz는 “V2G 충전 서비스는 충전 인프라 전체에 대한 수요를 증가시키고 행동 패턴의 변화를 촉진하여 태양광 패널에서 생성된 잉여 에너지를 포착하기 위해 정오 충전 포트 사용을 잠재적으로 증가시킬 것입니다.”라고 말했습니다. NREL EV 그리드 통합 연구원. “우리의 분석은 미래 EV 충전 요구 사항의 진화하는 기회와 영향에 계속 적응해야 합니다.”

그 동안 Gasper와 그의 팀은 배터리 성능 저하 모델과 사회 경제적 분석을 계속 결합하여 EV 소유권 모두가 더 쉽게 얻을 수 있습니다.

NREL에 대해 자세히 알아보기 에너지 저장 그리고 지속 가능한 교통 연구.

원래 게시 날짜 NREL. 레베카 마르티노 지음.