전기차의 수요를 늘려줄 Master&Slave 충전시스템

전기차의 수요를 늘려줄 Master&Slave 충전시스템

 

 

- 전기자동차 충전인프라

 전기차(Electric vehicle, EV)산업은 이산화탄소 배출을 감소하는 친환경 기술에 대한 지원과 4차 산업혁명 기술 준비의 필요성이 대두되면서 주목을 받는 분야 중 하나가 되었다. 에너지와 관련된 산업은 초기 투자비용이 많이 들고 인프라가 아직 많이 부족한 상황이기에 정부의 정책에 따라 민감하게 반응하는 산업이다. 그렇기 때문에 전기차 지원 정책은 산업의 발전을 위해 상당히 중요하다고 할 수 있다. 지원 정책은 등장 배경에서 알 수 있듯이 인프라 구축 및 보급에 초점을 두고 있다. 특히, 전기 충전소의 보급은 필수적인데 우리나라는 보급이 아직 더딘 상황이다. 충전소 보급을 위해 정부에서는 충전소 설치에 들어가는 비용을 지원하는 정책을 펴고 있다. 올해 4월부터는 한전에서 설치가 합의된 공동주택 4000여 개 단지를 모집하여 전기 충전소 설치비용을 전액 부담하고 있다. 단기적인 실적을 위한 설치가 아니라 장기적인 계획이 되어야 하므로 유지 보수까지 보장해주고 있다.

 

                                                    [사진1.전기차 충전인프라 구축사업 공모]                                                                                                                                                                 출처:한국전력

 전기 충전소가 가지고 있는 단점들이 있는데 우선 전기차 이용자들이 전기 충전소가 어디에 있는지 알기 어렵다는 점이다. 현재 잘 보급된 주유소와는 달리 전기 충전소는 보급이 많이 되지 않았기 때문에 이를 찾아보는 것도 일이다. 이 문제를 해결하기 위해서 전기 충전소가 어디에 있는지 알 수 있도록 하는 정보 서비스 홈페이지(https://connectev.kr)를 운영하고 있다. 하지만 안정적인 전력 공급에 대한 문제가 남아 있다.

 이렇듯이 한국에 전기자동차가 적은 이유는 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 비싼 가격과 주행거리, 충전 인프라의 부족으로 아직은 많은 사람이 이용하기 힘들다. 이 중에서 가장 현실적으로 문제가 되는 것은 충전 인프라이다. 서울시를 비롯하여 많은 지자체가 제주를 본보기로 많은 전기차 정책을 펴려고 하고 있지만, 현재까지는 진전이 없는 상태이다. 충전 인프라의 경우 가장 큰 문제는 많은 충전소가 생겨도 회사마다 충전 규격이 다르기 때문에 충전소가 있더라도 규격이 다르면 없는 거나 마찬가지이다. 또한, 앞으로 한정된 공간에서 어떻게 많아질 전기자동차의 충전cycle을 높이는지가 앞으로 전기자동차 산업의 승패를 좌우할 KEY가 될 것이다. 이런 문제점을 보완할 전기차 충전소로 모던텍(주)의 Master&Slave를 소개하고자 한다.

 

- Master&Slave란 무엇인가?

[사진2. 피라미드형 Master&Slave]

                                                                                                                     출처: 구루비

 Master&Slave란 한 개의 중앙 전력변환부에 여러 대의 종속 충전 slave가 있는 분리형 충전소로, 한 대의 컴퓨터가 여러 대의 컴퓨터의 동작과 제어를 하는 원리와 같다. 이를 통해 우리가 알고 있는 기존의 전기차 충전기와 달리 크기를 줄일 수 있고 충전기에 문제가 생기더라도 병렬형이기 때문에 충전기 하나만 문제가 생기기 때문에 안전성을 크게 높일 수 있다. 또한, 하나의 중앙 전력변환부에서 여러 대의 충전기가 전력을 수급받기 때문에 기존의 전기차 충전소와 달리 동시에 여러 전기자동차의 충전이 가능해졌다. 현재 상용화된 모던텍의 Master&Slave로는 최대 6대의 전기자동차를 동시에 연결하여 충전할 수 있다. 6대의 전기차가 동시에 충전하지 않기 때문에 평소에는 2대 정도의 자동차를 순차적으로 충전을 하게 된다.

 Master&Slave형 충전기를 사용하게 되면 더욱 낮게 한전과의 계약전력은 최소화를 할 수 있고, 가동률은 최소화를 함으로써 전력이 필요한 Slave에만 전력 공급을 하면 되므로 기존의 충전소보다 전력 소비를 효율적으로 관리할 수 있다. 물론 수요가 증가하면 여러 Slave 가동을 증가시키고, 계약전력도 필요한 양에 따라 높이게 된다. 또한, 원하는 시간대를 원격 제어 앱을 연동하여 충전기의 사용상태, 사용랑, 사용시간, 충전요금 설정 등 다양한 기능을 스마트폰 애플리케이션을 통해 확인할 수 있다. 퇴근 시간에 설정을 하면 해당 Slave는 예약이 돼 있는 상태로 뜨게 되어 원하는 시간에 충전할 수 있고, 혹은 저녁 시간에 전기료가 싼 시간을 이용하여 해당 슬레이브를 예약하면 평균보다 싼 가격에, 원하는 시간에 전기차를 충전할 수 있다.
 

                                    [사진3. Master 중앙 모니터링]                                             [사진4.Slave 모니터]

                                                                                                                      출처: 모던텍(주)

- 여러 충전타입 호완

 또한 하나의 장점으로는, 여러 충전규격을 만족할 수 있다는 충전기에 모든 기업의 충전콘센트가 있어서 어떤 전기 자동차가 오더라도 충전을 할 수 있다. 또한 가장 많이 사용되는 AC 급속, DC Combo, CHAdeMO, GB Standard를 탑재하여 전 세계 자동차의 충전규격을 지원한다. 그렇게 되면 소비자가 자기 자동차에 맞는 규격을 찾으려 충전을 하러 멀리 다닐 필요도 없을뿐더러 대기 전력 소모 및 충전 시간을 대폭 낮출 수 있다. 즉 충전소의 접근성이 좋아진다. 여기에 기호에 따라서 충전기 위에 solar cell을 설치하고 ESS를 설치하면 어느 정도의 전기도 자가공급이 가능하다.

[사진5. H사 본사 실증단지에 설치되어있는 고속충전기, 충전 젠더의 호환도 가능한 제품이다]

                                                                                                                    출처: 모던텍(주)

 - 현재 보급 현황

[사진6,7 세종시 빌라와 창원 시청의 설치 현황(완속충전기)]

                                                                                                        출처: 모던텍(주)

 현재 세종시 다세대 빌라 등으로 구축이 되어 있는데 이렇게 새로 생긴 도시는 새로운 건물을 지으려면 세대수의 일정 이상을 무조건 전기차 충전기를 설치를 해야 한다는 정책이 들어갔기 때문에 앞서 언급한 전기차 충전소 지원사업과 같이 신도시와 공공장소 위주로 보급이 되고 있다. 최근에 전기차 소비증가에 따라서 마트 및 편의점, 그리고 전용 충전소, 카 쉐어링 등 주거단지뿐 아니라 다방면으로 보급이 되는 추세이다.

ㅡ 고속 충전도 OK!

 모던텍 Master/Slave형 전기자동차 충전 시스템은 중앙전력변환부를 외부에 두어 부피를 줄여 어디든 여러 대의 충전소 설치를 부담 없이 할 수 있게 되었고 충전장치의 부피를 간소화함으로써 디자인의 문제를 해결했다. 이렇기 때문에 보통은 완속 충전을 지원하지만 소비자의 기호에 따라서 고속 충전의 요청을 받는다면 고속충전이 지원되는 Master&Slave 충전기 설치가 가능하다.

-앞으로 Master&Slave의 파급력

 신재생에너지 사업은 초기비용을 회수하기 위해서 장기적인 계획이 필요한데, 이를 예측하기가 쉽지 않은 것이 사실이다. 또한 전국으로 보급되었을 경우 지속적인 수요를 감당하기 위해서는 전기 수요에 따라 변하는 전기 생산량도 고려해야 할 것이다. 물론 기술이 발전되어 이를 감당할 만한 에너지 생산, 저장 방식 등의 해결책도 있지만 기존 구조를 활용하는 방법 또한 효율적일 것이다. 이러한 이유로 master/slave형 충전소의 개발과 보급은 앞으로의 전기차 시장 인프라 구축에 크게 기여할 것으로 생각된다.

 또한 현재 우리나라 전기자동차의 성패의 여부는 전기차 충전인프라가 얼마나 많이 우리 주변에 깔려있는지이다. 이에 Master&Slave 전기충전 시스템은 밀집 인구 지역에서 빛을 발휘할 것으로 보인다. 현재 경기도에서 전기차 이용 활성화를 위해 500세대 이상 신축단지의 ‘전기차 충전기 설치’ 의무 정책이 시행되고 있어 건물 당 전기차 충전소는 4~5대는 설치가 되어야 한다. 그렇기 때문에 전기차의 수요가 있다면 충전의 공급이 필요한 만큼 앞으로 증가하는 전기차에 따라서 더욱 경제적이면서 효율적인 공급이 필요하다. Master&Slave는 많은 잠재적인 전기차 고객을 늘리는 데 많은 역할을 할 것으로 보인다.

 마지막으로 Master&Slave System은 무선 충전과의 연계를 통하여 더 많은 전기차를 간편하고 편리하게 충전할 수 있을 것으로 보인다.

[사진8. Qualcomm의 Halo(무선충전)]

출처: Qualcomm

 이는 앞으로 간편하고 편리하며 어디서든 자신이 원하는 시간에 빠른 충전을 원하는 소비자의 요구를 충족할 수 있는 미래 자동차의 충전방식이 되지 않을까 생각해본다. 

10기 이경호 11기 백승일 11기 최혜선