전력망 안정성을 위해 PNNL 연구에 따르면 사전 계획과 스마트 EV 충전 전략이 도시와 공공 시설이 덕 곡선을 완화하고 값비싼 새 인프라를 피하는 데 도움이 될 수 있음을 보여줍니다.
태평양 북서부 국립 연구소(PNNL)에서 처음 발행됨
저, Lynne Roeder,
RICHLAND, Wash. - 전기 자동차가 대량으로 등장합니다. 지역 유틸리티, 그리드 계획자 및 도시는 어떻게 준비할 수 있나요? 이는 미국 에너지부 에너지 효율 및 재생 에너지 차량 기술 사무소의 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소(Pacific Northwest National Laboratory) 연구원들이 주도한 새로운 연구에서 해결한 핵심 질문입니다.
<블록 인용>티핑 포인트가 언제 발생할지 정확히 알 수는 없지만 급속 충전 차량은 도시와 공공 시설이 전기 인프라를 관리하는 방식을 바꿀 것입니다.”라고 PNNL의 전기 인프라 그룹의 전기 시스템 엔지니어이자 연구의 주 저자. "그것은 만약의 문제가 아니라, 언제의 문제입니다."
오늘 발표된 이 연구는 배송 및 장거리용 전기 트럭, 스마트 EV 충전 전략 등 이전에 평가되지 않은 여러 요소를 통합합니다.
교통 전화:준비가 되어 있습니까?, PNNL의 연구에 따르면 2028년까지 2,400만 대의 차량을 넘어선 EV 성장이 미국 서부 전력망을 압박할 수 있음을 보여줍니다. 마이크 퍼킨스 | PNNL
EV Hub에 따르면, 주로 자동차와 SUV인 약 150만 대의 EV가 현재 미국에서 운행 중입니다. 트럭, 가정, 회사 및 운송 경로의 충전소에 연결합니다.
연구를 위해 저자는 WECC(Western Electricity Coordinating Council)의 미래 전력망 용량에 대한 가장 유용한 데이터를 사용했습니다. 분석 결과 더 많은 발전소와 송전선로를 건설하지 않고도 그리드가 수용할 수 있는 최대 EV 부하가 밝혀졌습니다.
좋은 소식은 2028년까지 전체 전력 시스템이 세대에서 전송에 이르기까지 최대 2,400만대의 EV에 달할 것으로 보인다는 것입니다. 이는 현재 미국의 경량 차량 트래픽의 약 9%입니다.
그러나 약 3천만 대의 EV에서는 상황이 위험해집니다. 지역 수준에서 문제는 더 적은 수의 EV 채택에서도 발생할 수 있습니다. 급속 충전 EV 한 대가 최대 50가구의 부하를 끌어들일 수 있기 때문이다. 예를 들어 막다른 골목에 있는 모든 집에 EV가 있는 경우 하나의 전력 변압기는 동시에 여러 EV 충전을 처리할 수 없습니다.
보고서에 자세히 설명되어 있듯이 현재 그리드 계획은 EV의 대량 유입을 적절하게 설명하지 않습니다. 이러한 누락은 이미 스트레스를 받고 있는 상황을 악화시킵니다. 즉, Dreaded Duck Curve입니다.
덕 곡선은 전력 시스템의 24시간 부하 프로파일이며 일반적으로 태양광 또는 태양열 옥상 설치가 많은 지역에서 발생합니다. 이 곡선은 아침에 적당한 부하, 태양열 장치가 그리드에 전력을 공급하는 낮 동안의 낮은 부하, 사람들이 퇴근하고 해가 질 때 밤에 높은 부하를 기반으로 합니다.
수요가 급증하면 전압이 곤두박질칩니다. 이 심각한 스윙은 전등 스위치처럼 켜고 끄도록 설계되지 않은 시스템 작동에서 어렵습니다. 그리고 저녁에 충전하기 위해 더 많은 EV가 연결되면 램프 업이 더욱 가파르게 되고 전기 비용이 증가합니다.
연구에 따르면 아침과 이른 저녁 피크 시간에 충전을 피하는 스마트 충전 전략은 수요 피크를 완화하고 덕 곡선을 채울 수 있습니다. 접근 방식에는 두 가지 장점이 있습니다. 첫째, 낮에는 비교적 깨끗한 태양광 발전을 이용합니다. 또한 태양열 발전이 약해지고 차이를 메우기 위해 다른 자원이 투입되는 저녁에 급격한 경사로를 줄이거나 없앨 수 있습니다.
WECC 데이터를 바탕으로 팀은 2028년에 대한 그럴듯한 시나리오를 개발하고 모델링했습니다. 이 시나리오는 비즈니스 리더와 함께 검토되었으며 경량(승객), 중형(배송 트럭 및 밴) 및 대형(준형 및 화물)이 포함되었습니다. 도로 위의 의무 차량—이러한 분석에 세 가지 차량 등급이 모두 포함된 것은 처음입니다. PNNL은 또한 3가지 차종 모두에 대해 50마일마다 주간 고속도로에 충전소를 설치하여 도로 위 화물 운송 모델을 개발했습니다.
시나리오에는 그리드의 발전과 주 및 지역 수준의 용량이 포함되었습니다. 팀은 그리드에 영향을 미칠 가능성이 가장 큰 시나리오에 중점을 두었습니다.
새로운 EV 충전으로 인한 병목 현상은 2030년까지 도시 차량을 완전 전기차로 전환할 계획인 로스앤젤레스를 비롯한 캘리포니아 지역에서 가장 많이 나타났습니다. 이러한 문제는 급속 충전 자동차와 상업용 전기 트럭 차량의 성장에서 비롯되었습니다. 이 차량은 오늘날 대부분의 EV가 6~8시간 동안 15~20암페어를 소비하는 대신 45분 동안 회로를 통해 400암페어를 끌어올 수 있습니다.
Dennis Stiles는 PNNL의 에너지 효율성 및 재생 에너지 연구 포트폴리오를 감독합니다. 그는 고속 충전 차량과 이동 중인 차량의 통합 모바일 로드가 오늘날 계획자들에게 가장 큰 도전과제라고 말했습니다.
Stiles는 "이전에는 EV에 대해 생각할 필요가 없었지만 일부 도시에서는 이미 지능형 제어 및 배전 시스템 및 운영을 수정하는 다른 방법을 모색하고 있습니다."라고 말했습니다. “핵심은 미래에 대규모 자본 지출을 피하는 방법을 지금 파악하는 것입니다. 여기저기서 새로운 변압기를 추가하는 것은 변전소 정밀 검사와 많이 다릅니다.”
그러나 도전은 로스앤젤레스와 같은 넓은 지역에 국한되지 않습니다. Kintner-Meyer는 자원이 제한된 소규모 도시에서는 충전 인프라 및 호스팅 용량을 계획하는 데 도움이 필요하다고 말했습니다. 다음 단계입니다.
후속 연구에서 연구원들은 전기 자동차를 전국의 지역 및 지역 배전 시스템에 통합하는 방법을 자세히 살펴볼 것입니다.
Kintner-Meyer는 "가정 시나리오를 실행할 데이터와 방법이 있습니다. "피더 및 인프라에 대한 유틸리티의 데이터를 사용하여 모델을 구축한 다음 전달하여 앞서 나갈 수 있도록 할 수 있습니다."
연구에 대한 추가 세부정보는 Kintner-Meyer와 PNNL 동료인 Sarah Davis, Dhruv Bhatnagar, Sid Sridhar, Malini Ghosal, Shant Mahserejian.
Pacific Northwest National Laboratory는 화학, 지구 과학, 데이터 분석 분야의 대표적인 역량을 활용하여 과학적 발견을 발전시키고 에너지 복원력 및 국가 안보에 관한 미국의 가장 어려운 과제에 대한 솔루션을 만듭니다. 1965년에 설립된 PNNL은 미국 에너지부 과학실의 Battelle이 운영합니다. DOE의 Office of Science는 미국 물리학의 기초 연구를 지원하는 가장 큰 단일 기관이며 우리 시대의 가장 시급한 과제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 자세한 내용은 PNNL의 뉴스 센터를 방문하세요. Facebook, Instagram, LinkedIn, Twitter에서 팔로우하세요.
게시일:2020년 7월 29일
추천 이미지, 가족의 EV를 충전하는 EV 아동 옹호자, Zach Shahan, CleanTechnica
