V2G

목차(V2G)

❗V2G(Vehicle-to-Grid) 기술이란?

V2G는 Vehicle to Grid의 약자로, 전기차(Electric Vehicle)의 배터리를 활용하여 전력망에 전력을 공급하는 기술을 의미
스마트 그리드 구축 계획 5대 분야별 실행 로드맵 중 지능형 운송의 핵심
전기차가 단순히 전력을 소비하는 수동적인 존재가 아니라, 필요에 따라 전력을 생산하여 전력망에 되팔 수 있는 양방향 에너지 시스템의 일원으로 기능하는 것

1️⃣V2G의 도입배경

친환경적인 특성으로 인하여 주요 선진국(미국, 일본, 독일 등)을 중심으로 전기자동차는 많은 관심을 받고 있고, 연구개발 진행중
우리나라는 스마트 그리드 로드맵의 지능형 운송 분야에 V2G 시스템이 포함되어 있으나, 전기자동차 및 V2G 시스템의 보급을 위해서는 우선적으로 전기자동차의 V2G에 대한 규정을 마련하는 것이 시급
현재 제정된 규정(기술기준및 판단기준)들은 대부분 전기자동차 충전과 관련되어, V2G설비는 충전뿐만아니라 계통으로 전력을 공급하므로 이에 대한 규정제정이 반드시 필요
해외 선진국의 V2G 기술 동향과 국제 표준등을 면밀히 파악하여 국내 실정에 맞는 기술기준제정이 필요

2️⃣V2G 시스템의 작동 원리

전기자동차는 일반 자동차의 엔진 대신 배터리에 있는 전력으로 모터를 구동하여 움직임
V2G는 그 배터리에 있는 전력을 평상시에는 차를 주행하는 데 사용
전력 사용이 많은 피크 발생 시에는 충전된 전력을 전력망을 통해 반대로 송전하여 에너지를 효율적으로 사용하는 것

3️⃣V2G의 구성도

4️⃣V2G 도입 시 기대되는 효과

전력망 안정화: 전력 수요 변동에 유연하게 대응하여 전력망의 안정성을 확보하고, 블랙아웃 등 대규모 정전을 예방
신재생에너지 확대: 간헐적인 신재생에너지의 발전량 변동을 완화하고, 신재생에너지 보급을 촉진
전기차 보급 확대: 전기차 소유주에게 추가적인 수익을 제공하여 전기차 구매를 유도
에너지 효율 향상: 에너지 사용 효율을 높이고, 온실가스 배출을 줄일 수 있음

5️⃣V2G의 기능(=활용분야 및 장점)

주파수 미 전압 조정
점두부하 감소로 부하의 평준화 : Peak 부하 시 대에 계통으로 전력 공급
신재생에너지 출력 안정화 : 배터리 충 방전 제약 조건을 고려하여 가능
전력 에비력 공급 : 비상시, UPS로 동작하여 전력공급 가능
화석연료 사용량 감소 : CO2등의 온실 가스 감축에 기여

6️⃣V2G로 인한 문제점

과부하 문제 : 대규모 전기자동차 충전 시 발생
전압 변동발생 : 불특정 다수의 지역에서 충,방전 시 발생
역조류 발생 : 전압상승 및 보호시스템의 복잡성 증가
전력품질 문제 : 전압변동 및 고조파 발생등으로 인한 문데
전력계통 보호협조 문제 : 양방향 보호 협조 시스템 도입 필요
전력계통 안정도 문제 : 적절한 충전제어가 이루어지지 않을 경우 전압 붕괴 현상

7️⃣V2G시행의 문제점

1)전기 자동차 보급

V2G 시행의 가장 큰 문제는 적어도 수십만 대가 있어야 효과를 낼 수 있다.

전기 자동차 보급의 문제점 및 대책
- 전기자동차의 높은 가격 : 정부 보조금 및 기술 개발로 실현이 가능
- 짧은 주행거리 : 기술 개발로 실현이 가능
- 충전 인프라 부족 : 가장 큰 문제점이다.

2)전기 자동차에 양방향 OBC(OnBoardCharger)장착이 필수

충전기 : 50[kW]급의 급속충전기, 완속충전기가 있다.
OBC : 완속 충전 시 AC를 승압하고 DC로 변환하여 전기차 배터리를 충전시키는 장치이다.

3)전력 수요관리 시장의 형성이 미흡

4)높은 배터리 가격

8️⃣V2G응용기술

V2H(Home) 정전 시 비상발전기용
V2B(Building) 정전 시 비상발전기용
V2D(Device) 야외 캠핑 등에서 전자제품과 연계

9️⃣결론

현재 우리나라의 경우 제주 실증사업을 통하여 구현과 실증을 이미 완료한 상태
V2G가 아직까지는 시장형성, 기술문제, 표준화문제로 많은 걸림돌이 있지만 미래의 핵심성장 산업에는 이견이 없다.
그러므로 우리나라도 국제적 협조를 통해 민첩하고 일관된 정책 기조가 필요다고 사료된다.

신개념에너지

스마트 그리드
마이크로 그리드
전기자동차 전원공급설비
전기자동차 충전방식의 종류
V2G
전력저장장치
ESS의 제어기술
이차전지를 이용한 전기저장장치의 시설
전기설비기술기준 및 판단기준의 ESS의 안전강화
리튬이옹 축전지
리튬이온 전지의 ESS로 사용햘 경우 안전의 문제점과 대책
SMES(초전도 에너지 저장장치)
초고용량 커패시터
이차전지
압축공기 에너지 저장장치(CAES)
분산형 전원
분산형 전원 배전계통 연계기술

💯기출문제

●26스마트 그리드 구현기술과 V2G

스마트 그리드란?

스마트 그리드는 기존의 전력망에 정보통신 기술(ICT)을 접목하여 전력 생산, 송배전, 소비의 효율성을 높이고 양방향 소통을 가능하게 하는 차세대 전력망입니다. 스마트 그리드는 재생에너지의 불안정성을 해결하고, 에너지 효율을 높이며, 전력 시스템의 안정성을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다.

V2G(Vehicle-to-Grid) 기술이란?

V2G는 전기자동차의 배터리를 거대한 에너지 저장 장치로 활용하여 전력망과 양방향으로 에너지를 주고받는 기술입니다. 전기차가 충전된 상태에서 전력망에 여유 전력이 부족할 때, 전기차 배터리에 저장된 전력을 전력망으로 되돌려 보내 전력 수요를 조절하고, 피크 시간대의 전력 부하를 완화하는 역할을 합니다.

스마트 그리드 구현 기술과 V2G의 연관성

스마트 그리드 구현을 위해서는 다양한 기술이 필요하며, V2G 기술은 스마트 그리드의 핵심 기술 중 하나입니다. V2G 기술을 통해 스마트 그리드는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

피크 전력 완화: 전력 수요가 높은 시간대에 전기차 배터리에 저장된 전력을 방출하여 전력망 부하를 완화하고, 블랙아웃을 예방할 수 있습니다.
재생에너지 연계 강화: 변동성이 큰 재생에너지 발전량을 전기차 배터리에 저장하여 안정적인 전력 공급이 가능해집니다.
전력 시스템 안정화: 전기차 배터리가 가상 발전소 역할을 수행하여 전력 시스템의 균형을 유지하고, 주파수 조정 등에 기여할 수 있습니다.
에너지 효율 향상: 전력 수요가 낮은 시간대에 저렴한 전력으로 전기차를 충전하고, 피크 시간대에는 충전된 전력을 사용하여 에너지 비용을 절감할 수 있습니다.

스마트 그리드 구현을 위한 주요 기술

AMI(Advanced Metering Infrastructure): 지능형 전력망 인프라로, 실시간으로 전력 사용량을 측정하고 관리하는 시스템입니다.
EMS(Energy Management System): 에너지 관리 시스템으로, 에너지 생산, 소비, 저장 등을 최적화하여 에너지 효율을 높이는 시스템입니다.
DMS(Distribution Management System): 배전망 관리 시스템으로, 배전망의 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어하는 시스템입니다.
DR(Demand Response): 수요 반응 시스템으로, 전력 수요가 높은 시간대에 전력 사용량을 줄이거나, 낮은 시간대에 전력 사용을 유도하는 시스템입니다.
V2G(Vehicle-to-Grid): 전기차와 전력망 간의 양방향 에너지 교환 기술입니다.

V2G 기술의 발전 방향

표준화: V2G 통신 프로토콜, 충전 인프라 표준 등의 개발을 통해 상호 운용성을 확보하고 시장 확대를 추진해야 합니다.
경제성 확보: 전기차 배터리의 수명 저하, 충전 인프라 구축 비용 등 경제적인 문제를 해결해야 합니다.
정책 지원: V2G 기술의 도입을 위한 정부 차원의 지원 정책 마련이 필요합니다.
기술 개발: 고속 충전 기술, 양방향 충전 시스템 고도화 등 기술 개발을 통해 V2G 기술의 성능을 향상시켜야 합니다.

결론적으로, 스마트 그리드 구현을 위해서는 V2G 기술과 같은 다양한 기술의 융합과 발전이 필수적입니다. V2G 기술은 스마트 그리드의 핵심 기술로서, 재생에너지 확대, 에너지 효율 향상, 전력 시스템 안정화에 기여할 것으로 기대됩니다.

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