고려대, 제주도 內 최적의 전기차 활용 전략 제시

 ▲(왼쪽부터) 교신저자 우종률 교수, 제1저자 양예하 학생

고려대학교 (총장 김동원) 에너지환경대학원-융합에너지공학과 소속 우종률 교수 연구팀이 제주도에서 효율적인 전기차 시간대별 충전 요금제와 충전소 확대 전략을 제시해 눈길을 끌었다.

본 연구는 지난 2일 지속 가능 에너지시스템 분야의 SCIE급 국제 저명 학술지인 Applied Energy (Impact Factor 10.1) 저널에 게재되었다.
* 논문명: Analyzing heterogeneous electric vehicle charging preferences for strategic time-of-use tariff design and infrastructure development: A latent class approach
*논문DOI 링크: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.124074
* 우종률 교수 홈페이지: http://energyinnovation.korea.ac.kr

탄소중립 실현을 위해 재생에너지 확대는 필수적이지만, 이를 전력 시스템에 안정적으로 통합하는 것은 복잡한 과제이다. 특히, 태양광과 풍력은 자연조건에 따라 발전량이 변동하고 임의로 조절하기 어려워 수급 불균형 문제가 발생한다.

특히 재생에너지 도입을 선도하고 있는 제주도에서는 최근 재생에너지 과잉 공급으로 전기를 버리는 출력제어가 발생하고 있다. 이 현상은 태양광 발전이 많은 낮 시간대에 전기가 과잉 공급되면서 나타난다. 이 문제를 해결하기 위해서는 전기차 충전을 일몰 후에서 정오 시간대로 유인하기 위한 전략이 필요하다.

우종률 교수 연구팀은 전기차 시간대별 충전 요금제 설계와 충전소 위치 선정이 운전자의 충전 패턴과 전력 시스템에 미치는 영향을 예측하는 모형과 데이터를 개발하였다. 그리고 이를 바탕으로 재생에너지와 전기차를 제주도 전기 시스템에 안정적으로 통합하기 위한 효과적인 전략을 제시했다.

연구팀은 한국 전기차 운전자의 70%는 낮 시간대 충전을 선호하고 있으며, 요금제만 조정하면 이를 더욱 유도할 수 있다는 것을 확인했다. 또한 나머지 운전자 30%는 야간 충전을 선호하지만, 충전소 위치와 대기시간을 조율한다면 낮 시간대 충전으로 유도할 수 있음을 증명했다.

본 연구를 통해 제주도는 2030년 재생에너지 잉여 발전량의 11.3%와 LNG 발전기 발전량 및 탄소 배출량의 3.8%를 줄일 수 있을 것으로 예측된다. 이 연구는 한국연구재단 개인기초연구사업(기본연구)의 지원으로 이뤄졌다.

[그림 1] 

[그림1 설명]

 2030년 제주도 평균Electricity Balance 예측 결과: 시간대별 충전 요금제 및 충전소 확대 전과 후 

시뮬레이션 비교(BAU vs. TOU 3-2)