차량과 그리드의 연결

Vehicle-to-grid
V2G 지원 EV 고속 충전기

V2G(Vehicle-to-home(V2H) 또는 Vehicle-to-load(V2L)라고도 하는 Vehicle-to-grid(V2G)는 배터리 전기차(BEV), 플러그인 하이브리드(PHEV) 또는 수소 연료전지 전기차(FEV)와 같은 플러그인 전기 자동차(PEV)가 통신하는 시스템을 말합니다.그리드에 연결하거나 충전 [1][2][3]속도를 조절합니다.V2G 저장 기능을 통해 EV는 태양 및 풍력과 같은 재생 에너지원에서 생성된 전기를 저장하고 방출할 수 있으며,[4] 출력은 날씨와 시간에 따라 변동할 수 있다.

V2G는 전기 플러그에 연결할 수 있는 차량과 함께 사용할 수 있습니다.이것들은 일반적으로 배터리 전기차(BEV)와 플러그인 하이브리드(PHEV)를 포함한 플러그인 전기차(PEV)라고 불립니다.자동차의 95%가 주차되어 있기 때문에, 전기 자동차의 배터리는 언제든지 전기 배전망으로 전기가 흐르도록 하기 위해 사용될 수 있다.2015년 V2G 관련 잠재적 수익에 대한 보고서에 따르면, 적절한 규제 지원을 받을 경우 차량 소유자는 일일 평균 주행 거리가 [5]각각 32km, 64km 또는 97km(20, 40마일 또는 60마일)인지에 따라 연간 $454, $394 및 $318을 벌 수 있는 것으로 나타났습니다.

배터리는 충전 주기와 저장 수명이 한정되어 있기 때문에 차량을 그리드 저장소로 사용하면 배터리 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.하루에 두 번 이상 배터리를 껐다 켜는 연구에 따르면 용량이 크게 감소하고 수명이 크게 단축되었습니다.그러나 배터리 용량은 배터리 화학, 충전 및 방전 속도, 온도, 충전 상태 및 사용 기간 등의 요소에 따라 복잡합니다.방전 속도가 느린 대부분의 연구에서는 추가적인 성능 저하가 몇 %에 불과한 반면, 한 연구에서는 그리드 보관에 차량을 사용하는 것이 [6]수명을 향상시킬 수 있다고 제시했습니다.

[7][8]기사에서 일반적으로 논의하는 양방향 V2G와는 반대로 차량에서 그리드로의 실제 전기 흐름 없이 전기 자동차 집적기에 의한 충전 변조를 단방향 V2G라고 한다.

적용들

피크 부하 레벨링

이 컨셉을 통해 V2G 차량은 "밸리 [9]필링"(수요가 낮을 때 충전)과 "피크 쉐이빙"(수요가 높을 때 그리드로 전력을 다시 보내기, 오리 [10]곡선 참조)을 통해 부하 밸런싱을 돕는 동력을 제공할 수 있습니다.피크 부하 평준화는 전력회사가 규제 서비스(전압과 주파수를 안정적으로 유지)와 회전 예비량(급작스러운 전력 수요에 대응)을 제공하는 새로운 방법을 가능하게 합니다."스마트 미터"와 결합된 이러한 서비스를 통해 V2G 차량은 그리드에 전력을 다시 공급하고 그 대가로 [11]그리드에 공급되는 전력량에 기초한 금전적 혜택을 받을 수 있다.현재 개발에서 이러한 전기 자동차의 사용은 예를 들어 풍력 기간 동안 생성된 잉여 에너지를 저장하고 고부하 기간 동안 그리드에 다시 제공하여 풍력의 간헐성을 효과적으로 안정화함으로써 풍력과 같은 재생 에너지원을 완충할 수 있다는 것이 제안되었다.일부에서는 차량 대 그리드 기술을 신재생 에너지가 기본 부하 전기 기술이 될 수 있도록 지원하는 접근방식으로 보고 있다.

공공 사업자가 최대 수요를 충족하기 위해 또는 정전 [12]대비 보험 정책만큼 많은 천연 가스나 석탄 화력발전소를 건설할 필요가 없다는 제안이 제기되었다.간단한 주파수 측정을 통해 로컬에서 수요를 측정할 수 있으므로 필요[13]따라 동적 부하 평준화를 제공할 수 있습니다.'car'와 'arbitrage'의 합성어인 'carbitrage'는 차량이 배터리를 [14]방전하는 최소 전기 가격을 가리키는 데 사용되기도 한다.

백업 전원

현대 전기 자동차는 일반적으로 배터리에 가정의 일일 에너지 요구량보다 더 많은 양을 저장할 수 있습니다.PHEV의 가스 생성 기능이 없어도 이러한 차량은 며칠 동안 비상 전력으로 사용될 수 있습니다(예: 조명, 가전제품 등).이 예는 차량 대 가정용 변속기(V2H)의 예입니다.따라서 풍력이나 태양광과 같은 간헐적 재생 에너지 자원에 대한 보완 기술로 볼 수 있다.최대 5.6kg의 수소를 담은 탱크가 장착된 수소연료전지차(FCV)는 90kWh 이상의 [15]전기를 공급할 수 있다.

V2G의 종류

단방향 V2G 또는 V1G

V2G의 많은 그리드 스케일 이점은 V1G 또는 "스마트 충전"이라고도 하는 단방향 V2G를 통해 달성할 수 있습니다.California Independent System Operator(CAISO)는 V1G를 "단방향 관리 충전 서비스"로 정의하고 EV가 그리드 서비스를 제공할 수 있는 모든 방법을 포함하는 VGI(Vehicle-Grid Interface)의 네 가지 수준을 [16]다음과 같이 정의합니다.

  1. 단일 방향 전력 흐름(V1G)과 단일 리소스 및 통합 행위자
  2. 집계된 리소스를 사용하는 V1G
  3. 프래그먼트화된 액터 목표를 가진 V1G
  4. 양방향 전력 흐름(V2G)

V1G는 배전망에 보조 서비스를 제공하기 위해 전기 자동차가 충전되는 시간이나 속도를 변경하는 것을 수반하며, V2G는 역방향 전력 흐름을 포함한다.V1G는 초과 태양광 발전을 흡수하기 위해 한낮에 충전할 차량 타이밍을 설정하거나 주파수 응답 서비스나 부하 밸런싱 서비스를 제공하기 위해 전기 자동차의 충전 속도를 변경하는 등의 애플리케이션을 포함한다.

V1G는 V2G의 실현 가능성과 관련하여 현재 존재하는 기술적 문제로 인해 EV를 제어 가능한 부하로 전기 그리드에 통합하기 시작하는 최선의 옵션일 수 있다.V2G에는 전용 하드웨어(특히 쌍방향 인버터)가 필요하며 손실이 상당히 크고 왕복 효율이 제한되며 에너지 스루풋 증가로 인해 EV 배터리가 저하될 수 있습니다.또한 SCE 파일럿 프로젝트에서 V2G의 수익은 [17]프로젝트 관리 비용보다 낮았으며, 이는 V2G가 경제적으로 실현되기까지는 아직 갈 길이 멀다는 것을 나타냅니다.

양방향 로컬 V2G(V2H, V2B, V2X)

V2H(Vehicle-to-Home) 또는 V2B(Vehicle-to-Building) 또는 V2X(Vehicle-to-Everything)는 일반적으로 그리드 성능에 직접 영향을 미치지 않지만 국소 [18]환경 내에서 균형을 이룬다.전기 자동차는 정전 기간 동안 또는 현장에서 생산되는 에너지의 자가 소비를 증가시키기 위해 가정용 백업 전원 공급 장치로 사용됩니다(수요 충전 방지).

더 성숙한 V1G 솔루션과 달리 V2X는 2012년 이후 [19][20]정전 시 백업 솔루션으로 상용 V2H 솔루션을 이용할 수 있었던 일본을 제외하고는 아직 시장에 출시되지 않았습니다.

양방향 V2G

V2G를 사용하면 전기자동차가 실제로 배전망에 전기를 공급하기 위해 장착될 수 있다.전력회사 또는 전송 시스템 운영자는 최대 [21]수요 기간 동안 고객으로부터 에너지를 구매하거나 EV 배터리 용량을 1차 주파수 조절 및 2차 예비비를 포함한 균형 및 주파수 제어와 같은 보조 [22]서비스를 제공하는 데 사용할 수 있습니다.따라서 V2G는 대부분의 애플리케이션에서 V2B 또는 V2H보다 높은 잠재적 상업적 가치를 갖는 것으로 간주됩니다.6kW CHAdeMO V2G의 가격은 10,000 호주달러(7,[23]000달러)입니다.

효율성.

대부분의 현대 배터리 전기차는 90% [24]이상의 왕복 효율을 달성할 수 있는 리튬이온전지를 사용한다.배터리의 효율은 충전 속도, 충전 상태, 배터리 상태, 온도 [25][26]등의 요소에 따라 달라집니다.

그러나 손실의 대부분은 배터리 이외의 시스템 컴포넌트에 있습니다.일반적으로 인버터와 같은 전력 전자 장치가 전체 손실을 [27]주도합니다.연구에 따르면 V2G 시스템의 전체 왕복 효율은 53%에서 62%[28] 사이인 것으로 나타났다.또 다른 연구에서는 약 70%[29]의 효율이 보고되었습니다.그러나 전체적인 효율은 몇 가지 요인에 따라 [27]크게 달라질 수 있습니다.

국가별 구현

아이다호 국립 연구소가[30] 2012년에 실시한 연구에 따르면 다양한 국가에서 V2G에 대한 다음과 같은 추정치와 향후 계획이 밝혀졌다.이 기술은 아직 초기 단계이기 때문에 이를 정량화하는 것이 어렵기 때문에 전 세계적으로 이 기술의 채택을 확실하게 예측하는 것이 어렵다는 점에 유의해야 합니다.이하의 리스트는, 포괄적인 것이 아니고, 세계의 이러한 분야에서의 발전 범위와 진전에 대한 개념을 제공하는 것을 목적으로 하고 있습니다.

미국

2022년 7월, 샌디에이고 가스 전기 서비스 지역의 8대의 전기 스쿨 버스가 전기 비상 [31][32]시 신뢰성을 높이기 위한 첫 번째 V2G 프로젝트의 일환으로 그리드에 상호 연결되었다.Nuvve의 V2G 소프트웨어를 사용하여, 버스 배터리는 인근 학군에서 다른 학생들과 결합하여 2021년 캘리포니아 공공사업위원회가 시작한 비상 부하 저감 프로그램(ELRP)에 따라 참여 자원을 형성하고 있다.SDG&E, Pacific Gas and Electric and Southern California Edison은 5년간의 ELRP 파일럿을 관리하고 있습니다.이를 통해 캘리포니아 독립 시스템 오퍼레이터는 부족이 임박했을 때 기항할 수 있습니다.

PJM Interconnection은 밤새 사용하지 않는 US Postal Service 트럭, 스쿨버스 및 쓰레기 트럭을 그리드 [citation needed]접속에 사용할 것을 상정하고 있습니다.이 회사들은 국가 그리드의 에너지 저장 및 안정화를 지원하므로 이는 수백만 달러를 창출할 수 있습니다.미국은 2015년과 2019년 사이에 100만 대의 전기 자동차를 운행할 것으로 예상되었다.연구에 따르면 그리드와의 통합이 [citation needed]진전되지 않을 경우 전기 자동차를 보상하기 위해 2020년까지 160개의 새로운 발전소를 건설해야 한다.

북미에서는 적어도 두 개의 주요 스쿨버스 제조업체인 Blue Bird와 Lion이 전기화와 V2G(Vehicle-to-Grid) 기술의 이점을 입증하기 위해 노력하고 있습니다.미국의 스쿨버스가 현재 연간 32억 달러의 경유를 사용하고 있기 때문에, 그들의 전기화는 전기망을 안정시키고, 새로운 발전소의 필요성을 줄이고, 암을 유발하는 [33][34][35]배기에 대한 아이들의 노출을 줄이는데 도움을 줄 수 있다.

2017년 캘리포니아 대학 샌디에이고에서 V2G 기술 제공업체인 Nuvve는 캘리포니아 에너지 위원회의 자금 지원을 받아 캠퍼스 [36]주변에 50개의 V2G 양방향 충전소를 설치하는 INVENT라는 파일럿 프로그램을 시작했습니다.이 프로그램은 2018년에 무료 야간 셔틀 서비스인 트라이톤 [37]라이즈를 위한 EV를 포함하도록 확장되었다.

닛산은 2018년, 차량/그리드 시스템 기업 페르마타에너지와 제휴해 닛산 에너지 셰어 이니셔티브로 시험 프로그램을 개시해,[38] 쌍방향 충전 기술을 이용해 닛산 북미 본사에 부분적으로 전력을 공급하고 있습니다.2020년 페르마타에너지의 양방향 전기차 충전 시스템은 북미 안전 표준인 UL 9741의 양방향 전기차 충전 시스템 [39]장비 표준을 최초로 인증받았다.

일본.

2030년 목표인 재생 가능 자원에 의한 일본 에너지의 10%를 달성하기 위해서는 기존 그리드 인프라의 업그레이드에 711억달러의 비용이 필요하다.일본 충전 인프라 시장은 2015년부터 [citation needed]2020년까지 1억1860만달러에서 12억달러로 성장할 것으로 예상된다.닛산은 2012년부터 일본 가정에 전력을 공급할 수 있는 LEAP EV 대응 키트를 시장에 내놓을 예정이다.현재 일본에서는 시제품이 시험되고 있습니다.평균적인 일본 가정은 하루에 10~12KWh를 사용하며, LEAP의 24KWh 배터리 용량으로 이 키트는 최대 이틀의 [citation needed]전력을 공급할 수 있습니다.닛산의 적절한 개작 완료 능력에 따라, 추가 시장에서의 생산이 뒤따를 것이다.

2018년 11월, 아이치현 토요타시, 토요타 츠쇼상사, 중부전력은, 전기차의 축전지, V2G테크놀로지를 이용한 플러그인 하이브리드 차량의 충방전 데모를 개시했다.시연에서는 V2G 시스템의 전력 수요와 공급의 균형을 맞추는 능력을 능가하는 방법과 V2G가 전력 그리드에 미치는 영향을 살펴봅니다.교통수단 등 EV/PHV의 통상적인 이용과 더불어 EV/PHV가 주차되어 있는 경우에도 V2G 서비스를 제공함으로써 EV/PHV의 새로운 가치를 창출하고 있습니다.아이치현 도요타시의 주차장에, 주식회사 누브(Nuvve)가 관리하는 V2G 어그리게이션 서버에 접속하는 쌍방향 충전소 2개가 설치되어 실증 테스트를 실시하고 있다.이 그룹은 EV/PHV를 충전하고 EV/PHV에서 [40]배전망에 전력을 공급하여 전력 수요와 공급의 균형을 맞추기 위한 EV/PHV의 용량을 평가하는 것을 목표로 한다.

덴마크

덴마크는 세계에서 가장 큰 풍력 발전국 [41]중 하나이다.당초 덴마크는 전체 차량의 10%를 플러그인 전기차(PEV)로 교체하는 것이 목표이며, 이후 완전한 교체를 목표로 하고 있습니다.Edison Project는 배전망에 대한 부정적인 영향을 방지하기 위해 V2G를 사용하면서 총 전력의 50%를 수용할 수 있는 충분한 터빈을 구축할 수 있는 일련의 새로운 목표를 구현합니다.바람의 예측 불가능성 때문에 Edison Project는 PEV가 그리드에 연결되어 있는 동안 PEV를 사용하여 그리드가 처리할 수 없는 추가적인 풍력 에너지를 저장할 계획입니다.그런 다음, 피크 에너지 사용 시간 동안 또는 바람이 잠잠할 때, 이러한 PEV에 저장된 전력은 그리드에 다시 공급됩니다.EV의 수용을 돕기 위해, 배출가스 제로 자동차와 전통적인 자동차 사이에 세금 차이를 만드는 정책이 시행되었다.덴마크 PEV 시장 가치는 2015년에서 2020년 사이에 50달러에서 3억 8천만 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.재생 에너지 자원의 사용과 관련된 PEV 개발의 진보와 발전은 덴마크를 V2G 혁신과 관련하여 시장을 선도할 것이다(ZigBee 2010).

Edison 프로젝트에 이어 Risö 캠퍼스(DTU)에 위치한 랩 환경에서 V2G 기술을 시연하는 데 초점을 맞춘 Nikola 프로젝트가 시작되었습니다[42].DTU는 Nuvve, Nissan과 함께 파트너입니다.Nikola 프로젝트는 2016년에 완료되었으며, 실제 환경에서 기술을 시연하기 위해 다수의 EV를 사용하는 Parker의 토대를 마련했습니다.이 프로젝트는 DTU,[43] 인세로, 누브, 닛산, 프레데릭스버그 포시닝(코펜하겐의 덴마크 DSO)이 협력하고 있다.이 프로젝트는 기술을 시연하는 것 외에도 적응형 충전, 과부하 보호, 피크 쉐이빙, 긴급 백업 및 주파수 밸런싱과 같은 여러 유형의 V2G에 대한 비즈니스 케이스를 계산하는 것을 목표로 하고 있습니다.이 프로젝트에서 파트너는 여러 자동차 브랜드에서 V2G 서비스를 체계적으로 테스트하고 시연함으로써 가장 실행 가능한 상업적 기회를 모색했습니다.여기서, 애플리케이션들이 [44]전력 시스템과 시장에 미치는 경제적, 기술적 영향뿐만 아니라 경제적, 규제적 장벽이 확인되었다.이 프로젝트는 2016년 8월에 시작되어 2018년 9월에 종료되었다.

영국

영국의 V2G 시장은 공격적인 스마트 그리드와 PEV 롤아웃으로 자극받을 것이다.2011년 1월부터 PEV를 지원하기 위한 프로그램 및 전략이 도입되었습니다.영국은 EV의 채택 속도를 높이기 위한 전략을 고안하기 시작했다.여기에는 스마트 그리드 미터와 함께 사용할 수 있는 범용 고속 인터넷이 포함된다. 왜냐하면 대부분의 V2G 지원 PEV는 스마트 그리드 미터가 없으면 더 큰 그리드와 조정되지 않기 때문이다."런던 전기 배달 계획"은 2015년까지 500개의 포장도로 충전소, 2,000개의 주차장 오프로드 스테이션, 22,000개의 개인 소유 스테이션이 설치될 것이라고 명시하고 있습니다.자신의 소유지에 주차할 수 없는 운전자를 위해 로컬 그리드 변전소를 업그레이드해야 합니다.2020년까지 영국에서는 모든 주택에 스마트 미터기가 제공될 것이며, 약 170만 대의 PEV가 도로에 배치될 것이다.영국의 전기차 시장 가치는 2015년에서 2020년 사이에 1억 달러에서 13억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다(ZigBee 2010).

2018년 EDF Energy는 선도적인 녹색 기술 회사인 Nuvve와 파트너십을 맺고 영국에 최대 1,500대의 Vehicle to Grid(V2G) 충전기를 설치한다고 발표했습니다.충전기는 EDF Energy의 비즈니스 고객에게 제공되며 자체 사이트에서 최대 15MW의 추가 에너지 저장 용량을 제공하기 위해 사용됩니다.이는 4000가구에 전력을 공급하는 데 필요한 에너지와 맞먹습니다.저장된 전기는 에너지 시장에서 판매하거나 에너지 사용량이 가장 많은 시간에 그리드 유연성을 지원하기 위해 제공될 것입니다.EDF Energy는 영국 기업에 가장 큰 전력 공급 업체로, Nuvve와의 파트너십을 통해 지금까지 [45]영국 최대 규모의 V2G 충전기를 배치할 수 있게 되었습니다.

2019년 가을, Vehicle to Grid Britain(V2GB)이라는 컨소시엄이 V2G [46][47]기술의 잠재력에 대한 연구 보고서를 발표했다.

조사.

에디슨

덴마크의 에디슨 프로젝트는 '지속 가능한 에너지와 개방형 네트워크를 이용한 분산 및 통합 시장의 전기 자동차'의 약자로, 덴마크 동부의 보른홀름 섬에서 부분적으로 국비 지원을 받은 연구 프로젝트였다.IBM, Siemens, 하드웨어 및 소프트웨어 개발업체 EURISCO, 덴마크 최대 에너지 회사 외스트크래프트(옛 DONG Energy), 지역 에너지 회사 외스트크래프트, 덴마크 기술 대학 및 덴마크 에너지 협회의 컨소시엄은 덴마크의 많은 풍력 발전소에서 발생하는 예측 불가능한 전기 부하를 조정하는 방법을 연구했습니다.현재 전기 자동차(EV)와 축전지를 사용하여 국내 총 전력 생산량의 약 20%를 생산하고 있다.이 프로젝트의 목표는 EV가 배전망과 지능적으로 통신하여 충전 및 궁극적으로 방전을 수행할 [48]수 있는 시기를 결정할 수 있는 인프라를 개발하는 것이다.이 프로젝트에는 [49]V2G를 탑재한 도요타 사이온이 최소 1대 이상 투입될 예정이다.이 프로젝트는 2020년까지 [50]풍력 발전을 50%까지 확대하려는 덴마크의 야망에 핵심적입니다.영국 신문 가디언의 한 소식통에 따르면 [51]'이 정도 규모의 시도는 해본 적이 없다'고 한다.이 프로젝트는 [52]2013년에 끝났다.

E.ON 및 그리드 X

2020년에 전력회사 E.ON은 GridX와 [53]함께 Vehicle-to-Home 솔루션을 개발했습니다.양사는 태양광 발전 시스템, 배터리 저장 장치 및 양방향 충전소의 상호작용을 테스트하기 위해 민간 가정에서 솔루션을 구현했다.이 주택에는 총용량 27kWh의 배터리 저장장치 3개, 직류 충전기, 5.6kWp의 태양광발전시스템이 설치돼 있다.이 설정에서는, 배터리 용량 40 kWh의 닛산 리프가 사용되었습니다.

이 프로젝트는 양방향 충전 솔루션이 사용자의 편안함을 해치지 않고 이동성의 재생 에너지 사용을 증가시키고 비용을 절감할 수 있음을 입증하는 것을 목적으로 한다.

남서부 연구소

2014년, 사우스웨스트 연구소(SwRI)는 텍사스 전기 신뢰성 평의회(ERCOT)가 인증한 최초의 차량 대 그리드 통합 시스템을 개발했습니다.이 시스템은 전기 배달 트럭의 소유주가 그리드 주파수 관리를 지원함으로써 돈을 벌 수 있도록 합니다.전기 그리드 주파수가 60Hz 미만으로 떨어지면 시스템은 차량 충전을 중단하고 그리드에 가해지는 부하를 제거하여 주파수가 정상 수준으로 상승할 수 있도록 합니다.이 시스템은 자율적으로 [54]작동하기 때문에 이런 종류의 시스템은 처음이다.

이 시스템은 원래 Burns와 McDonnell Engineering Company, Inc.가 주도하는 SPIDS(Smart Power Infrastructure Demoration for Energy Reliability and Security) Phase II 프로그램의 일환으로 개발되었습니다.SPIRDS 프로그램의 목표는 물리적 또는 사이버 장애로 인한 전력 손실 시 에너지 보안을 강화하고, 비상 전력을 공급하며,[55] 그리드를 보다 효율적으로 관리하는 것입니다.2012년 11월,[56] SwRI는 콜로라도 포트 카슨에서 비상 전력 공급원으로서 차량-그리드 기술의 통합을 시연하기 위해 미 육군 엔지니어단으로부터 700만 달러의 계약을 따냈습니다.2013년에 SWRI 연구진은 육군기지에서 DC 급속 충전소 5곳을 테스트했다.이 시스템은 2013년 [57]8월에 통합 및 승인 테스트를 통과했습니다.

델프트 공과대학교

2016년 델프트공대 연구원인 애드 반 와이크 박사, 빈센트 올덴브로크 박사, 칼라 로블레도 박사는 수소 FCEV로 V2G 기술에 대한 연구를 진행했다.V2G FCEV를 사용한 실험 작업과 100% 재생 가능 통합 에너지 및 운송 시스템에 대한 기술-경제 시나리오 연구 모두 수소와 전기만을 에너지 [58]운반체로 사용하여 수행된다.현대연구개발과 함께 ix35 FCEV를 개조해 최대 10kW DC전력을[3] 공급할 수 있도록 한 것이다.이들은 FCEV의 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환해 네덜란드 국가 [3]전력망에 주입하는 V2G 장치인 Accenda b.v.와 함께 개발했다.Future Energy Systems Group은 최근 V2G FCEV와 주파수 예비량을 제공할 수 있는지 테스트했습니다.테스트의 양성 결과를 바탕으로 주파수 [59]예비량을 제공하는 발전소로서 수소와 FCEV 기반 주차장의 기술적, 경제적 타당성 평가를 조사하는 MSC 논문이 발표되었다.

델라웨어 대학교

델라웨어 대학에서는, Willett Kempton, Suresh Advani, 및 Ajay Prasad가 V2G 테크놀로지에 관한 연구를 실시하고 있습니다.Kempton 박사는 이 프로젝트를 주도하고 있습니다.Dr. Kempton은 테크놀로지와 컨셉에 관한 다수의 기사를 게재하고 있으며, 그 대부분은 V2G 프로젝트 [60]페이지에서 확인할 수 있습니다.이 그룹은 기술 자체와 그리드 사용 시 성능 연구에 관여하고 있습니다.기술 연구 외에도, 팀은 Dr. Dr.와 함께 일해 왔습니다.델라웨어 대학의 Alfred Lerner 경영 및 경제 대학의 마케팅 교수인 메릴 가드너는 소비자 및 기업 모델 [61]채용을 위한 마케팅 전략을 개발했습니다.2006년식 도요타 사이언 xB 자동차가 2007년에 [62]시험용으로 개조되었다.

2010년 Kempton과 Gregory Poilasne은 V2G 솔루션 회사인 Nuvve를 공동 설립했습니다.Seagate는 여러 업계 파트너십을 맺고 [36][63]전 세계 5개 대륙에서 V2G 파일럿 프로젝트를 구현했습니다.

로렌스 버클리 국립연구소

Lawrence Berkeley 국립 연구소에서 Samveg Saxena 박사는 현재 Vehicle-to-Grid Simulator(V2G-Sim)[64]의 프로젝트 리더로 활동하고 있습니다.V2G-Sim은 전기 그리드에서 개별 플러그인 전기 자동차의 공간 및 시간 주행 및 충전 동작을 모델링하는 데 사용되는 시뮬레이션 플랫폼 도구입니다.이 모델은 최대 수요 응답 및 효용 주파수 조절을 위한 충전 시간 및 충전 속도 변조와 같은 V2G 서비스의 과제와 기회를 조사하는 데 사용된다.V2G-Sim은 또한 재생 에너지 통합을 위한 플러그인 전기 자동차의 가능성을 연구하는 데 사용되었다.V2G-Sim을 사용한 예비 조사 결과에 따르면 제어된 V2G 서비스는 피크 셰이빙 및 계곡 메우기 서비스를 제공하여 일일 전기 부하를 균형 있게 조정하고 오리 곡선을 완화할 수 있습니다.반대로 차량 충전은 오리 굴곡을 악화시키는 것으로 나타났다.이 연구는 또한 용량이 20% 감소하더라도 EV 배터리는 여전히 운전자의 [65]85%의 요구를 충족한다는 것을 발견했다.

Lawrence Berkeley 연구소의 V2G-Sim을 사용한 또 다른 연구 이니셔티브에서는 V2G 서비스가 사이클 [66]손실 및 캘린더 에이징에 비해 전기 차량에 미미한 배터리 열화 영향을 미치는 것으로 나타났다.본 연구에서는 V2G 서비스 유무에 관계없이 매일 주행 일정이 다른 세 대의 전기 자동차를 10년 동안 모델링했다.오후 7시부터 오후 9시까지 매일 1.440kW의 충전 속도로 V2G 서비스를 제공한다고 가정했을 때, 10년간 V2G로 인한 전기차 용량 손실은 2.68%, 2.66%, 2.62%였다.

닛산과 에넬

2016년 5월, 닛산과 에넬 전력회사는,[67] 국내 최초의 공동 V2G 시험 프로젝트를 영국에서 발표했습니다.시용판은 닛산 리프 및 e-NV200 전기 밴 사용자가 사용하는 100개의 V2G 충전 유닛으로 구성되어 있습니다.이 프로젝트는 전기 자동차 소유자들이 저장된 에너지를 이익으로 그리드에 되팔 수 있을 것이라고 주장한다.

미국에서 주목할 만한 V2G 프로젝트 중 하나는 델라웨어 대학에서 Willett Kempton 박사가 이끄는 V2G 팀이 지속적인 [60]연구를 수행하고 있습니다.유럽에서의 초기 운영 구현은 차량 파트너로서 [68]오펠과 그리드 전문 지식을 제공하는 유틸리티 EnBW와 협력하여 카를스루에 기술연구소의 "KIT Smart Energy Home"에서 독일 정부 지원의 MeRegioMobil 프로젝트를 통해 수행되었다.이들의 목표는 V2G의 환경적, 경제적 이점에 대해 대중에게 알리고 제품 [60]시장을 강화하는 것입니다.다른 수사가 PacificGas나 ElectricCompany, 엑셀 에너지, 국립 재생 에너지 연구소, 그리고 영국에서는 사람이고 워릭 대학교.[69]

워릭 대학교

WMG와 Jaguar Land Rover는 대학의 Energy and Electrical Systems 그룹과 협력했습니다.Kotub Uddin 박사는 2년 동안 시판되는 EV의 리튬 이온 배터리를 분석했습니다.그는 배터리 열화 모델을 만들었고 차량 대 그리드 스토리지의 일부 패턴이 일반적인 충전 전략보다 차량의 배터리 수명을 크게 늘리는 동시에 정상적인 방식으로 주행할 수 있다는 것을 발견했습니다.[70]

결점

차량 대 그리드는 배터리 전기 차량을 사용하기 때문에 차량 자체는 배터리 전기 차량과 동일한 단점을 따릅니다.그러나 차량의 종류와 용도를 구별하는 것이 중요합니다.예를 들어, 자가용(전기) 승용차를 사용하는 경우, 자전거, (전기) 카셰어링 차량 또는 카풀에 사용되는 차량과 비교하여 교통 혼잡 및 기타 환경적 불이익을 가중시킬 수 있다.전기 자동차가 더 효과적으로 사용될수록(사람과 화물을 운송하기 위해 도로에 있음) 배터리는 그리드에 주차하고 플러그를 꽂아야 하므로 그리드에 사용할 수 있는 배터리 양이 줄어듭니다.따라서 차량이 실제로 효과적으로 사용되고 도로에 자주 존재하는 경우 그리드 에너지 저장 기능은 거의 예상할 수 없습니다.즉, 전기 자동차 소유자도 차량 대 그리드(Vehicle-to-Grid) 기능을 갖추어 차량이 사용되지 않을 때마다 사용하는 것이 항상 유용합니다.

보다 신뢰성 높은 그리드 에너지 저장 형태에는 가정용 배터리가 포함된다. 가정용 배터리는 지속적으로 그리드에 연결되어 있으며 배터리 전기 차량에 사용되는 배터리 유형(예: 리튬 이온)과 비교하여 배터리 유형(예: 납산사이클 배터리 등)도 다를 수 있다.차량 배터리는 차량의 범위/효율성을 높이기 위해 높은 방전 속도(요건이 까다로운 전기 모터를 공급하면서 배터리 크기를 작게 유지)를 제공할 수 있어야 하며 경량이어야 합니다.방전 속도가 높으면 배터리의 열이 증가하여 수명이 [citation needed]단축될 수 있습니다.그러나 가정용 배터리는 이러한 요구사항이 없기 때문에 종류가 다를 수 있습니다(크거나 길거나 수명이 길거나 구입 비용, 재활용 용이성 등).다른 형태의 그리드 에너지 저장장치(배터리를 전혀 사용하지 않음)도 존재하며 배터리보다 훨씬 더 긴 수명을 특징으로 할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

배터리를 많이 사용할수록 더 빨리 교체해야 합니다.교체 비용은 전기 자동차 [71]비용의 약 3분의 1입니다.배터리는 수명 동안 전극의 화학적 변화로 인해 용량, 주기 수명 및 안전성이 감소하면서 점차적으로 저하됩니다.용량 손실/페이드(fade)는 여러 사이클 후 초기 용량 비율(예: 1,000 사이클 후 30% 손실)로 표시됩니다.사이클링 손실은 사용량에 기인하며 최대 충전 상태와 [72]방전 깊이에 따라 달라집니다.Tesla Inc.의 CTO인 JB Straubel은 배터리 마모가 경제적 이익보다 더 중요하기 때문에 V2G를 할인한다.또한 배터리 수명이 [73]다한 후 그리드에 재사용하는 것보다 재활용하는 것을 선호합니다.2017년 연구에서는 [74][75]용량 감소가 발견되었고, 2012년 하이브리드-EV 연구에서는 작은 편익이 [76]발견되었다.

전문가들 사이에서는 V2G의 실현 가능성에 대한 회의론도 제기되고 있으며, 몇몇 연구들은 V2G 개념의 경제적 근거에 의문을 제기하고 있다.예를 들어, 2015년[77] 연구에 따르면 V2G에 유리한 경제 분석은 V2G 구현과 관련된 명확하지 않은 비용 대부분을 포함하지 않는 것으로 나타났다.이러한 덜 명백한 비용을 포함하면 V2G는 경제적으로 비효율적인 솔루션을 나타내는 것으로 나타났습니다.

또 다른 공통적인 비판은 공정의 전반적인 효율성과 관련이 있습니다.배터리 시스템을 충전하고 그 에너지를 배터리에서 그리드로 되돌리면 DC 전원이 AC로 "반전"되는 것을 포함하여 필연적으로 손실이 발생합니다.이는 잠재적인 비용 절감과 더불어 원래 전력원이 화석 기반인 경우 배출량 증가를 고려해야 합니다.이러한 에너지 효율의 사이클은 지리, 수자원 및 환경에 의해 제한되는 대규모 양수식 수력발전 [78]효율의 70-80%와 비교할 수 있다.

또한 V2G가 작동하려면 대규모 기반이어야[citation needed] 합니다.전력회사는 차량이 [10]전력망에 전력을 다시 공급할 수 있도록 하기 위해 기꺼이 이 기술을 채택해야 한다.차량이 배전망에 전력을 다시 공급하면 배전망에 [11]전달되는 전력량을 측정하기 위해 앞서 언급한 "스마트 미터"를 배치해야 한다.

차량

V2G에 적합하도록 특별히 개조되었거나 설계된 전기 자동차가 여러 대 있습니다.델프트 공과대학교현대 ix35 FCEV는 10kW DC V2G [15]출력으로 개조되었습니다.이론적인 V2G 기능을 갖춘 차량은 닛산 리프와 닛산 e-NV200이다.[79]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크