배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 EV 고속 충전을 지원하는 방식

전기차(EV)는 더 이상 단순한 유행이 아니라 교통수단의 미래입니다. 하지만 도로에 전기차가 더 많이 보급됨에 따라, 특히 급속 충전 수요가 증가함에 따라 에너지 그리드에 대한 부담이 커지고 있습니다. 150kW 이상의 출력으로 차량 한 대를 30분 이내에 충전하려면 엄청난 양의 전기가 소모되는데, 기존 전력망에서는 이를 감당할 수 있도록 설계되지 않은 경우가 많습니다.

바로 이 부분에서 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 등장합니다. 이 시스템은 비수요 시간대나 재생 에너지가 풍부한 시간에 전기를 저장했다가 수요가 높은 시간대에 전기를 방출합니다. 이를 통해 EV 충전을 더욱 안정적이고 효율적이며 지속 가능하게 만들어줍니다.

이 기사에서는 EV 충전을 위한 에너지 저장이 어떻게 전력망 한계를 해결하고, 운영 비용을 낮추고, 차세대 충전 네트워크에 동력을 제공하는지 살펴보겠습니다.

EV 고속 충전의 핵심 과제

EV 고속 충전기는 강력한 도구이지만 심각한 인프라 문제가 따릅니다.

• 높은 순간 전력 수요: 고속 충전기(150kW~350kW)는 짧은 시간 동안 많은 양의 전기를 소모합니다. 여러 대의 차량이 동시에 충전하는 경우, 지역 전력망에 과부하가 걸릴 수 있습니다.
• 높은 전기 비용: 공공 서비스 회사는 종종 최대 수요, 즉 한 번에 가장 많이 소비되는 에너지를 기준으로 상업 사용자에게 요금을 부과합니다. 급속 충전은 급격한 전력 소비를 유발하여 비싼 전기 요금으로 이어질 수 있습니다.
• 제한된 그리드 용량: 많은 지역, 특히 외딴 지역이나 도심 지역은 비용이 많이 드는 업그레이드 없이는 빠른 충전을 지원할 수 있는 전력망 강도나 인프라가 부족합니다.
• 재생 에너지 통합 격차: 태양열과 풍력 에너지는 깨끗하고 풍부하지만, 필요할 때 항상 이용할 수 있는 것은 아닙니다. 저장 장치가 없으면 이러한 에너지의 상당 부분이 낭비됩니다.

배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 EV 충전을 지원하는 방식

BESS는 전기차 충전소에서 요구하는 전력과 전력망에서 공급 가능한 전력 사이의 격차를 메웁니다. 그 방법은 다음과 같습니다.

1. 최대 수요 관리

전기는 일반적으로 심야에 저렴하고 낮에는 더 비쌉니다. BESS는 이러한 이점을 활용하여 가격이 낮은 시간(예: 오후 11시~오전 7시)에 에너지를 저장하고, 요금이 가장 높은 피크 시간(오후 4시~8시)에 방전합니다.

한 실제 사례에서 Blink Charging은 폭염 기간 동안 최대 전력 가격이 kWh당 $0.1927였던 것에 비해 비수기 전력 가격이 kWh당 $0.1749라고 보고했습니다. 매달 6,000kWh를 사용하는 발전소의 경우, BESS는 매달 수백 달러를 절약할 수 있습니다.

이것은 “”로 알려져 있습니다.피크 쉐이빙”, 그리고 충전소 운영자가 운영을 원활하고 예측 가능하게 유지하면서도 비용이 많이 드는 수요 요금을 피할 수 있도록 도와줍니다.

2. 고속 충전기를 위한 전력 버퍼링

고속 충전기는 전기차에 대량의 전력을 공급할 수 있지만, 지역 전력망은 이러한 수요를 따라잡지 못하는 경우가 많습니다. BESS는 전력 버퍼 역할을 하여 필요 시 고출력 전력을 즉시 공급합니다.

예를 들어, Connected Energy의 E-STOR 시스템은 최대 2.5시간 동안 7kW로 20대의 전기차를 충전할 수 있으며, 전력망 업그레이드 없이 저장된 에너지를 사용할 수 있습니다. 이 설정은 고속도로 휴게소나 도심 지역처럼 전력망 접근이 제한적인 지역에서 특히 유용합니다.

BESS는 수요가 급증할 때 저장된 전력을 공급함으로써 전력망을 과부하로부터 보호하고 안정적인 충전 성능을 보장하는 데 도움이 됩니다.

3. 제한된 영역에서 그리드 지원

많은 유망한 전기차 충전소(시외 고속도로, 차량 기지, 번잡한 도심 지역)는 고속 충전을 지원할 전력망 용량이 부족합니다. 새로운 변전소를 설치하거나 인프라를 업그레이드하는 데는 수년이 걸리고 수백만 달러의 비용이 들 수 있습니다.

BESS는 전력망이 제한된 환경에서도 이러한 충전소가 독립 또는 준독립적으로 운영될 수 있도록 합니다. 독일과 벨기에에서 Allego는 BESS를 사용하여 고속도로변 고속 충전소를 지원합니다. 저장 시스템은 개방형 충전 프로토콜을 사용하여 실시간으로 반응하므로 대규모 인프라 투자 없이도 스마트한 에너지 사용이 가능합니다.

4. 깨끗하고 재생 가능한 EV 충전 활성화

BESS의 가장 흥미로운 활용 사례 중 하나는 태양광이나 풍력 에너지를 저장하여 전기차 충전에 활용할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 사업자는 해가 없을 때에도 탄소 배출이 없는 에너지를 공급할 수 있습니다.

예를 들어, 스코틀랜드 던디의 지방 정부는 BESS와 결합된 태양광 패널을 사용하여 공공 충전 네트워크에 청정 에너지를 공급합니다. 이 시스템은 에너지 사용량과 기상 패턴을 모니터링하여 태양으로부터 공급되는 모든 킬로와트시(kWh)가 밤에도 효과적으로 사용되도록 보장합니다.

재생 에너지 + 저장 + EV 충전을 통합한 것은 탄소 순배출량 제로 목표를 달성하기 위한 중요한 단계입니다.

EV 충전을 위한 에너지 저장: 실제 성공 사례

BESS가 EV 충전에 미치는 영향은 단지 이론에 그치지 않습니다. 실제 사례에서도 주요 이점이 확인됩니다.

브라질 E-Lounge 프로젝트: 60kW DC 급속 충전기에 BESS를 추가한 후 에너지 사용량이 월 0.6MWh에서 10.36MWh로 21배 증가했습니다. 이 시스템은 에너지 품질을 개선하고 최대 부하 스트레스를 줄이는 데 도움이 되었습니다.

노팅엄 시의회(영국): 그들의 저장고에는 두 대의 E-STOR 유닛과 태양광 패널이 있습니다. BESS는 충전 부하를 원활하게 하고, 양방향 충전을 지원하며, 태양 에너지 사용을 극대화합니다.

블링크 충전(필라델피아): BESS를 도입한 첫 번째 미국 시설은 4개의 DC 급속 충전기에 전력을 공급합니다. 정전 중에도 완벽하게 작동하여 전력망에 과부하를 일으키지 않고 충전 접근성을 확대하는 데 도움이 됩니다.

이러한 프로젝트는 EV 충전을 위한 에너지 저장이 효율적일 뿐만 아니라 필수적임을 보여줍니다.

결론: 미래 지향적인 EV 충전은 에너지 저장에서 시작됩니다

전기차 도입이 증가함에 따라 빠르고 안정적이며 친환경적인 충전에 대한 필요성이 더욱 중요해지고 있습니다. 배터리 에너지 저장 시스템은 고속 충전의 주요 과제에 대한 유연하고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

• 최대 수요와 전기 비용을 줄여줍니다.
• 그리드가 약한 곳에서도 빠른 충전이 가능합니다.
• 이는 녹색 에너지 사용을 가능하게 하고 시스템 안정성을 향상시킵니다.

메시지는 명확합니다. EV 충전 인프라를 확장할 계획이라면 에너지 저장이 기반이 되어야 합니다.

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