전기차 충전소를 태양광과 바이오가스 등 신재생 에너지 기반으로 설계하면 기존보다 송전 손실이 최대 74.5%까지 줄어든다는 연구결과가 나왔다. 배터리와 전력변환기까지 포함된 복합형 충전소를 활용하면, 전압 저하도 대폭 개선되는 것으로 분석됐다.
이란 이슬람아자드대학교 전기공학과 메흐디 베이시 교수팀은 스마트 분산 전력망 내 전기차 충전소의 최적 입지와 설계를 목적으로 진행한 연구에서 단순히 기존 전력망에 충전소만 추가하면 에너지 손실이 167.6%까지 증가하지만 풍력·태양광·바이오가스 기반의 복합형 충전소로 설계하면 에너지 손실이 74.5%까지 줄어드는 것으로 나타났다.
또 기존 전력망으로 설계하면 충전소 운영비가 연간 144.6% 늘어나지만 풍력·태양광·바이오가스 기반의 복합형 충전소로 설계하면 운영비가 51.3% 줄어든다는 결과가 나왔다.
바이오가스를 포함한 다중 에너지 자원 기반 충전소가 그만큼 비용과 에너지를 절감할 수 있다는 것이다. 연구팀은 특히 바이오가스를 만들기 위해 바이오 폐기물 처리시설 등을 만드는 설치비가 풍력이나 태양광에 비해 높지만, 일일 발전량이 훨씬 크다는 점에 주목했다.
해당 충전소 시스템은 100킬로와트(kW)급 바이오 폐기물 유닛과 135kWh 배터리, 80kW 고속 충전기 등을 포함하며, 각각 전력변환기를 통해 전압과 무효전력을 제어한다. 연구진은 논문에서 "이 구성에서 기존보다 최소 전압이 기존보다 17.7% 높아진다"고 밝혔다.
연구대상인 충전소 5곳 모두 바이오가스 유닛을 설치했고 태양광은 일부만 적용했다. 이에 대해 연구팀은 "바이오가스가 태양광보다 단위당 출력이 크고, 유지비는 풍력보다 낮다는 점에서 설치 우선순위를 결정한 것"이라고 설명했다.
이어 연구진은 "충전소에 신재생에너지원과 저장장치를 함께 배치하고 무효전력 제어 기능을 갖추는 것이 기술적, 경제적으로 모두 유리하다"며 "배터리 없이 건설할 경우 비용과 손실이 기하급수적으로 증가한다"고 했다.
이번 연구결과는 국제학술지 'Scientific Reports' 7월 7일자 온라인에 게재됐다.
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