Menifee에서는 EV가 밤에도 집에 불을 켜줍니다

캘리포니아 주 메니피에서는 새로 건설된 6채의 주택이 북미 최초로 CCS(결합 충전 시스템) 고전력 DC 충전 표준을 통해 주택에 전력을 공급할 수 있는 전기 자동차를 테스트하고 있습니다. 집집마다 사용하는 주인 기아 EV9 전기 자동차는 Wallbox Quasar 2 양방향 충전기에 연결되어 정전이나 전기 가격이 높은 기간 동안 자동차의 100kWh 배터리가 필수 회로를 작동할 수 있도록 합니다. 이번 설정은 결합 충전 시스템(CCS) 표준을 사용하는 미국 최초의 주거용 차량 대 집(V2H) 시스템입니다. CCS는 유럽과 북미의 주거용 및 공공 충전 시설에서 일반적으로 사용되는 충전 시스템입니다.

7월부터 가정의 스마트 전기 패널은 자동으로 양방향 전력 흐름을 관리했습니다. 즉, 그리드 또는 옥상 태양광에서 차량을 충전한 다음 필요할 때 에너지 흐름을 역전시키는 것입니다. 이 시스템은 정전 시 각 가정을 그리드로부터 격리하여 전류가 외부 전력선으로 흘러 들어가 유틸리티 직원과 인근 장비를 위험에 빠뜨리는 것을 방지합니다.

“이 프로젝트는 CCS를 사용한 양방향 충전이 사람이 거주하는 가정에서 작동할 수 있음을 보여줍니다.”라고 2년간의 시험을 모니터링하고 있는 캘리포니아 대학 어바인 캠퍼스의 APEP(Advanced Power and Energy Program) 창립 이사인 Scott Samuelsen은 말합니다. “이것은 사람을 움직일 뿐만 아니라 에너지 시스템을 강화하는 차량을 향한 한 걸음입니다.”

메니피는 많은 의미를 갖고 있습니다.

10년 넘게 양방향 충전이 가능했지만 대부분 일본에서만 가능했습니다. 2012년에 닛산의 LEAF-to-Home 프로그램은 도호쿠 지진과 쓰나미 이후 아이디어가 실행 가능하다는 것을 입증했지만, 닛산 시스템은 일본 이외의 지역에서는 거의 사용되지 않는 CHAdeMO 표준에 의존했습니다. 대부분의 북미 및 유럽 제조업체는 대신 CCS를 선택했습니다. CCS는 최근까지 단방향 고속 DC 충전만 지원했던 표준입니다.

이러한 차이로 인해 Menifee의 V2H 지원 지역은 주목할 만합니다. 이는 거주하는 가정에 최초의 CCS 기반 V2H 배포로 오랫동안 파일럿 프로그램에 갇혀 있던 기술에 대한 실제 현장 데이터를 연구자에게 제공합니다. 기아 EV9 SUV와 Wallbox의 상용 Quasar 2를 결합하면 차량에서 집까지 최대 12kW의 전력을 전달할 수 있습니다.

이는 사람을 움직일 뿐만 아니라 에너지 시스템을 강화하는 차량을 향한 한 걸음입니다.”
—UC Irvine의 Scott Samuelsen

다른 곳에서는 상용 V2H를 향한 모멘텀이 둔화되었습니다. Ford의 F-150 Lightning은 Sunrun을 통한 홈 백업을 지원하지만 Sunrun 장비는 CCS와 호환되지 않습니다. 더욱이 포드는 픽업트럭 생산 중단을 발표해 확장이 지연됐다. GM의 Ultium Home(자동차 제조업체의 Cadillac Lyriq, Cadillac Escalade IQ, Chevrolet Blazer, Chevrolet Equinox, Chevrolet Silverado 및 GMC Sierra EV와 함께 작동하는 V2H 시스템)도 비슷한 어려움을 겪고 있습니다. Tesla의 PowerShare V2H 기능은 여전히 ​​제한된 초기 상용 출시에 머물고 있으며 양방향 호환성은 회사의 Cybertruck으로 제한되어 있습니다. 이와 대조적으로 Menifee는 실제 가정의 운영 데이터를 생성하고 있습니다.

CCS가 중요한 이유

전기 자동차가 처음 시장에 출시되었을 때 CCS는 전력을 그리드에서 자동차로 빠르게 이동하는 한 가지 작업을 위해 설계되었습니다. 주요 목표는 안정적이고 표준화되었으며 빠른 충전이었습니다. 이러한 사실은 CCS 공용 충전기(대부분 정격이 350kW 이상)와 일반적으로 최대 100kW(그러나 홈 백업 또는 그리드 서비스 제공 가능)인 CHAdeMO 기반 충전기 간의 차이점을 설명하는 데 도움이 됩니다.

여러 가지 이유로 인해 원래 CCS 표준에는 양방향 작업이 포함되지 않았습니다. 초기 자동차 제조업체와 유틸리티 기업은 안전 위험, 전력망 간섭 및 추가 하드웨어 비용을 걱정했습니다. 따라서 EV와 충전소를 연결하는 CCS의 원래 통신 프로토콜인 ISO 15118에는 전력 수출을 위한 전자 악수도 포함되지 않았습니다. 2022년 업데이트인 ISO 15118-20에는 안전한 양방향 통신이 추가되어 CCS 차량이 건물과 그리드에 에너지를 공급할 수 있게 되었습니다.

Wallbox의 Quasar 2 주거용 충전기는 탄화규소 트랜지스터로 구축된 액티브 브리지 컨버터 회로를 통해 업데이트를 구현하여 효율적인 양방향 흐름을 달성합니다. Wallbox의 시스템 전자 설계자인 Aleix Maixé Sas는 12kW 정격 전력으로 난방, 냉방, 냉장, 네트워킹 등 집안의 일반적인 중요 부하를 지원할 수 있다고 말합니다.

회사 이름에서 알 수 있듯이 Wallbox의 충전기는 하이테크 구성 요소가 포함되어 있음에도 불구하고 평범한 오래된 상자처럼 보입니다.월박스

메니피 청사진

V2H 시스템을 갖춘 각 Menifee 주택은 옥상 태양광 어레이와 SunPower의 13kWh SunVault 고정 배터리를 결합합니다. 정상 작동 중에 태양 에너지는 매일 가정의 부하에 전력을 공급하고 고정 배터리를 충전합니다. 화창한 날에는 태양광 패널이 기아 EV9의 배터리를 충전할 수도 있습니다. 전력망에 장애가 발생하거나 에너지 가격이 급등하면 주택은 자체적으로 격리됩니다. SunVault에 저장된 태양광 발전과 에너지는 필수 시스템과 가전제품의 작동을 유지하고, 정전이 지속되면 EV 배터리로 전력을 연장합니다.

지난 여름, UC Irvine 연구원들은 여름 수요와 산불 관련 전력망 스트레스 하에서 태양열 출력, 고정식 저장 장치 및 차량 전력이 어떻게 상호 작용하는지 추적했습니다. 그들은 “차량이 주요 탄력성 기능을 추가”한다는 사실을 발견했다고 Samuelsen은 말합니다. 메니피 프로젝트 매니저. “전력망의 부담을 완화하고, 재생 가능 활용도를 높이며, 피크 시간대에 전력을 공급하여 비용을 낮출 수 있습니다.”

양방향 홈 엔지니어링

V2H가 도입하는 엔지니어링 요구 사항을 충족하는 방법을 재고하는 주체는 주택 건설업체와 Wallbox와 같은 전기 자동차 서비스 장비 제조업체 뿐만이 아닙니다. 유틸리티 역시 양방향 전력 흐름을 수용할 수 있도록 변경해야 합니다. 상호연결 절차와 에너지 가격 구조는 재설계하거나 재검토해야 하는 요소 중 하나입니다.

에너지 미래에 대한 간략한 소개

분석가들은 비용이 하락하고 표준이 성숙해짐에 따라 2020년대 후반까지 양방향 충전 시스템 판매가 연간 두 자릿수 성장할 것으로 예상합니다. 산불이나 폭풍으로 인한 정전과 가파른 사용 시간 가격 곡선에 직면한 지역에서 Menifee와 같은 프로젝트는 자동차를 거대하고 유연한 에너지 매장량으로 사용하는 명확한 경로를 보여주고 있습니다.

EV 배터리가 추진력만큼 쉽게 가정에도 에너지를 공급할 수 있게 되면 운송과 에너지 사이의 경계가 사라지기 시작할 것입니다. 그리고 이와 함께 누가 에너지 공급자이고 누가 고객인지에 대한 오래된 개념도 사라질 것입니다.