건축물의 전기자동차 충전인프라 구축을 위한 수변전 설비용량 설계 연구

Abstract

우리나라는 2016년 11월 3일 온실가스 감축에 대한 파리협정 국회 비준동의안을 가결하였으며, 현재 2030년 가스 배출전망치를 비감축시 대비 37%를 감축한다는 목표로 신재생에너지, 친환경 차량 보급 확대 등에 노력을 기울이고 있다. 또한, 전기차 보급확대방안으로 2019년 10월 「미래자동차 산업 발전 전략 (2030년 국가 로드맵)」을 발표하고, 친환경차 중 전기차 판매 누적 비중을 2030년 300만대로 신차 기준 24.4% 판매를 추진한다는 로드맵 안을 제시하였다. 따라서, 이에 대한 전기자동차 충전인프라 구축을 위한 건축물에서의 준비 및 충전인프라 구축 시 발생할 수 있는 여러 제반 요소들에 대해 많은 검토가 필요함에 따라, 본 연구에서는 기존 고층 건축물에 전기자동차 충전인프라 구축 시 발생할 수 있는 전기설비 용량, 증설 설비 등의 문제점들을 연구하고 이에 대한 적정한 대응 설계 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구는 서울시 시내 고층 건축물 1개소를 연구대상 모델로 선정하여 연간 전력사용량을 시간대별, 계절별 조사 후 전기 설비용량을 분석하였다. 전기자동차 보급 전망 현황과 모델 건축물의 전력사용량으로 전원인프라 구축 설계를 진행하였다. 모델 건축물의 연간 입차대수 현황, 전기자동차 시간대별 동시 입차대수 주차현황과 전기자동차 보급으로 연간 충전기 이용 차량, 충전량, 이용율을 분석하였다. 전력 최대수요전력에서 변압기 여유 용량을 고려하여 변압기 용량을 검토하였다. 이러한 계약전력 범위 내에서 수전설비 부하률을 반영하여 변압기 용량 산출 후 충전기 설치 대수를 알아보았다. 이러한 전력구성으로 설계 절차 및 설계 시 고려사항을 제시하였다.| On November 3, 2016, the Republic of Korea passed the Paris Agreement ratification on greenhouse gas reduction by the National Assembly, and planning to expand the supply of renewable energy and eco-friendly vehicles with the goal of reducing the current gas emission forecast in 2030 by 37%.

In addition, as a measure to expand the supply of electric vehicles, in October 2019, the “future automobile industry development strategy (the national roadmap for 2030)” was announced, and proposed a roadmap to promote cumulative proportion 24.4% of electric vehicle sales among eco-friendly vehicles equivalent to 3 million units by 2030. Therefore, it is necessary to review various factors that may occur during the preparation of buildings for the construction of electric vehicle charging infrastructure. In this study, a few problems such as electric facility capacity and expansion facilities that may occur when constructing electric vehicle charging infrastructure in existing high-rise buildings were studied and an appropriate design plan was proposed.

In this study, one high-rise building in downtown Seoul was selected as a research target model, and annual electricity consumption was investigated by time period and season, and then the electricity installation capacity was analyzed, and the power infrastructure construction design was carried out based on the electric vehicle supply prospects and the electricity consumption of the model building.

The current status of the annual number of vehicles in the model building, the number of vehicles entering the vehicle at the same time by time of day, the parking status of electric vehicles, and the distribution of electric vehicles were analyzed to analyze the annual number of vehicles using chargers, the amount of charging, and the rate of use.

Transformer capacity was reviewed considering the spare capacity of the transformer in the maximum power demand. The number of chargers was investigated after calculating the transformer capacity by reflecting the load factor of the power receiving facility within the contract power range. With this power configuration, the design procedure and design considerations are presented.