수요 증가로 그리드가 한계에 도달함에 따라 차량 대 그리드(V2G, Vehicle-to-Grid) 양방향 충전은 최대 용량을 원활하게 하는 데 도움이 될 수 있다.
전기차(EV)는 전기 그리드에 지속 가능한 전력을 공급하기 위해 강력한 충격을 제공할 수 있다.
기술을 통해 전기차의 배터리 전력을 활용하여 수요 증가에 따라 가정에 전력을 공급하거나 저장된 에너지를 전기 그리드와 공유할 수 있다. 반도체 기술은 V2G 롤아웃에 필수적이며, 새로운 충전 및 배터리 저장 솔루션을 통해 전기화를 추진한다.
다음은 V2G에 대해 알아야 할 5가지 사항이다.
V2G는 노후화된 전기 그리드에 대한 부담 완화
" 주어진 과제는 그리드의 전체 용량이 아닌 그리드의 최대 용량이다. 전력에 대한 의존도가 높아짐에 따라 수요 급증은 점점 더 높아지고 더 자주 발생하고 있다. V2G 반도체 기술은 이러한 피크를 원활하게 하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 정전의 빈도를 줄이고 전반적인 에너지 비용을 낮출 수 있음을 의미한다. 이것의 핵심 부분은 사람들에게 전기차를 충전하기 위한 최적의 시간을 쉽게 알 수 있도록 하는 스마트 기술을 제공하는 것이다. 퇴근 후 집에 오는 저녁과 같은 시간대에 다같이 동시에 충전하지 않는 한, 그리드를 활용할 수 있을 것이다." - 헨릭 마네손(Henrik Mannesson), 그리드 인프라 담당 총괄 매니저
양방향 충전은 V2G로의 길 확보
"양방향 충전 — 전류를 양방향으로 흐르게 할 수 있는 기술은 더 많은 자동차 제조업체와 소유자가 차량 배터리를 전원으로 사용한다는 아이디어를 수용함에 따라 전기차의 유비쿼터스 기능이 될 것이다. 전기차의 경우 이미 충전기가 탑재되어 있고 필요한 하드웨어의 대부분이 이미 장착되어 있다는 점에서 양방향 충전으로 전환하는 비용 효율적이다. 양방향 충전은 자동차가 그리드에 전력을 돌려주는 것만이 아닙니다. 또한 전기차가 가정에 전력을 공급할 수도 있다. 예를 들어 정전 시 전기차 배터리에서 백업 전원을 바로 사용할 수 있도록 한다면 유용할 것이다." - 제이슨 콜(Jason Cole), 전류 감지 제품 담당 제품 라인 매니저
빠르고 효율적인 충전 기술의 필요성
"V2G가 작동하려면 전기차가 빠르게 충전하고 그리드에 전력을 다시 공급할 수 있는 능력이 중요하다. 급속 충전이란 그리드에서 전기차 배터리로 전류를 효율적으로 전달하는 것을 의미하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 여기에 질화갈륨(GaN)과 같은 광대역 갭 기술이 등장하는데, GaN은 전기차와 그리드 간에 전력을 전송하는 애플리케이션을 위해 기존 실리콘 기반 반도체보다 높은 전력 밀도와 효율성을 지원한다. 효율이 높으면 열로 인해 손실되는 에너지가 줄어들고 충전 시 전력 낭비를 최소화하여 비용을 절감하고 그리드의 부담을 줄일 수 있다." - 데이비드 스눅(David Snook), GaN 제품 담당 제품 라인 매니저
V2G 효율성을 향상시키는 전류 감지 기술
"전기차와 그리드 간의 양방향 충전은 개념적으로 간단할 수 있지만 프로세스 자체에는 정교한 감지 기술이 필요하다. 센서는 전기차와 충전 인프라 사이의 전류와 전압을 정확하고 안정적으로 측정할 수 있어야 하며, 측정 결과가 좋을수록 에너지가 그리드에서 자동차로 더 효율적으로 전달될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 반도체 기술과 결합된 센서는 이러한 요구를 충족시킬 뿐만 아니라 고전압을 처리하고 전자기 복사를 최소화하여 손상되지 않은 측정과 통신이 가능하여 충전 효율을 극대화할 수 있다." - 나빈 콤마라주(Navin Kommaraju), 절연 ADC 및 절연 증폭기 포트 폴리오 담당 제품 라인 매니저
고급 연결을 통해 그리드 운영자가 전력 부하를 직접 관리
"V2G가 대규모로 작동하기 위해서는 모든 위치와 설정에서 광범위한 충전소 네트워크의 전력 수요를 예측하고 서비스할 수 있도록 해주는 강력하고 유연한 연결 기술이 필요하다. 이는 필요한 곳에서 전력을 사용할 수 있도록 하기 위해 대량의 데이터를 수집하고 공유하는 것을 의미하며, 그리드에 전력을 충전하거나 다시 공급하기 위한 최적의 시간을 차주에게 알려준다. 연결성은 인간-기계 인터페이스를 전기차에 연결하고 충전소를 클라우드에 연결하는 여러 플랫폼을 연결할 수 있어야 한다. 인공지능(AI) 기술을 활용할 수 있는 스마트 프로세서는 이런 수준의 연결을 가능하게 하는 핵심이다. 시간이 지나면서 더 많은 데이터가 수집됨에 따라 AI는 그리드 동작과 사용 패턴을 기반으로 전기차 소유자의 최적의 충전 시간과 위치를 보다 정확하게 예측할 수 있다." - 아르템 아긴스키(Artem Aginskiy), Sitara™ 프로세서 담당 제품 라인 매니저
양방향 전력 변환, 전류 및 전압 감지, 연결 및 에너지 저장을 통해 전기차와 그리드 사이의 관계는 그 어느 때보다 역동적이고 연결되고 있다. 더 많은 전기차가 도로를 주행함에 따라 에너지 소비와 수요의 균형을 맞추고 반도체 기술 혁신을 통해 그리드의 용량과 효율성을 높이는 조치를 취하는 것이 중요할 것이다.
