전기 버스 정류장을 '수익성 있는 에너지 허브'로 재고

기후 변화에 맞서는 측면에서 전기 버스는 세 가지 위협이 됩니다. 도시 인구 밀도를 에너지 효율적인 수준으로 높이고, 거리에서 수십 대의 오염 차량을 없애며, 차량 뒷부분에서 배출되는 배기가스를 없애줍니다.

하지만 이러한 접근 방식이 인기를 끄는 데에는 고유한 과제가 있습니다. 도시에서는 전력망이 증가한 수요를 따라잡는 것보다 더 빠른 속도로 전기 버스를 배치할 수 있습니다.

유타대학교 공학과 교수인 샤오웨 캐시 류에게 이러한 과제는 전력망 안정성이라는 즉각적인 문제를 해결할 수 있는 기회일 뿐만 아니라, 대중교통 시스템이 다른 도시 기반 시설에 통합되는 방식을 근본적으로 다시 생각할 수 있는 기회입니다.

"버스 차고에 현장 태양광 발전과 에너지 저장을 통합하면 완전히 새로운 재생 에너지 생산 및 관리 모드가 도입됩니다." Liu는 "대중 교통 차고를 소비하는 것보다 더 많은 전기를 생산하는 에너지 허브로 전환합니다."라고 말했습니다.

Price College of Engineering의 Civil & Environmental Engineering과 교수인 Liu는 최근 Nature Energy 저널에 베이징의 전기 버스 차량에서 얻은 데이터를 사용하여 이 접근 방식의 잠재력을 분석한 연구를 발표했습니다. 이 국제 협력에는 중국의 Beihang University, 스웨덴의 Chalmers University of Technology, 독일의 Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI의 연구자들이 포함됩니다.

베이징의 27,000대 버스는 세계에서 가장 큰 대중교통 시스템을 형성합니다. 2022년 현재 운행 중인 버스의 90% 이상이 저배출 또는 무배출 차량입니다. 이 배터리 구동 버스는 6,500제곱마일에 걸쳐 있는 700개 이상의 버스 차고 네트워크를 통해 충전됩니다. 이는 이 지역의 전기 그리드와 병행하여 운영되는 상당한 물리적 인프라입니다. 그리고 그들이 운행하는 차량의 전력 수요를 감안할 때, 이 차고는 그 그리드에 큰 부하를 주어 지역적 정전이나 기타 중단의 가능성을 높입니다.

Liu와 그녀의 동료들은 고급 데이터 과학 장면 기술을 사용하여 현지에서 생성된 태양열이 이 수요를 상쇄하기에 충분한지 여부를 탐구하고 있습니다. 중요한 점은 이 접근 방식의 실행 가능성을 결정하는 복잡한 경제적 요인도 연구하고 있다는 것입니다.

류 씨는 "우리의 시뮬레이션에 따르면 이러한 저장소는 수요를 충족하는 것 이상으로 에너지 생산자가 될 수 있으며, 이를 통해 전력망을 더욱 안정화할 수 있다"고 말했습니다.

이 연구는 2020년 내내 기록된 각 차고의 기온과 태양 복사도에 대한 실제 데이터가 가득한 베이징 버스 네트워크의 컴퓨터 모델을 기반으로 합니다. 각 차고의 옥상 표면적과 결합하여 연구원들은 그곳에 설치될 수 있는 태양광 패널의 전기 출력을 예측할 수 있었습니다.

이 모델의 복잡성을 더하는 것은 공급과 수요 측면에서 창고 간 변동의 정도입니다. 충전할 버스가 더 많으면 더 바쁜 창고는 하루의 햇살을 최대한 활용할 수 있지만, 더 멀리 떨어진 창고는 낭비되지 않도록 여분의 전기를 저장하거나 재분배해야 합니다.

"우리는 에너지 저장이 이 모델에서 가장 비싼 요소라는 것을 발견했기 때문에 더 스마트하고 전략적인 충전 일정을 구현해야 할 것입니다." 류는 말했습니다. "이러한 대응성은 매우 중요합니다. 가변적인 에너지 가격 책정 제도는 전체 경제에 큰 영향을 미치기 때문입니다."

연구자들은 자신들의 모델을 더욱 일반화하여 다른 국가에서도 버스 차고와 기타 시민 기반 시설을 에너지 허브로 전환하는 데 따른 투자 수익률을 추산할 수 있는 경로를 제공하는 것을 목표로 합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241105174858.htm