국제사회는 기후변화 문제를 해결하기 위해 대응 체제를 마련하고, 탄소중립 사회로의 전환을 추진하고 있다. 이에 발맞춰 국내에서도 '탄소중립'의 법제화를 비롯하여 추진전략을 마련하였으며, 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위하여 신재생에너지 및 전기차의 확대를 추진 중이다.
신재생에너지의 보급이 확대되면서 에너지 공급방식도 중앙 집중형에서 분산형으로 공급체계가 변화하고 있으며, 신재생에너지를 활용한 에너지 자립도 진행되고 있다. 신재생에너지의 단점인 간헐성 및 변동성을 보완하기 위한 ESS와 전기차 배터리를 활용한 V2H(Vehicle to Home) 기술도 개발되어 상용화 추진 중이다.
계통과 연계되지 않은 독립형 피코그리드에서는 신재생에너지의 간헐성을 보완하기 위해 신재생에너지가 전력을 공급하기 어려울 때를 대비하여 전력을 공급해줄 보조발전기가 필수적이다.
본 연구에서는 독립형 피코그리드를 정의하고, 태양광과 ESS, 보조발전기를 대체하는 발전원으로 V2H가 가능한 전기차로 구성된 독립형 피코그리드를 제안하였다.
독립형 피코그리드에서 필요한 수용가 및 전기차의 전력사용량을 추정하고, 그에 따른 적절한 태양광 용량 선정을 통해 발전량을 산정하였다. 태양광 발전에서 중요한 부조일에 대해 추정해보고, 연속된 부조일수가 많을수록 ESS의 활용도는 감소하기 때문에 연속된 부조일수도 확인해보았다.
또한, 전력사용량과 태양광 발전량에 따른 적절한 ESS 용량을 산정하였으며, ESS와 전기차의 충·방전 등 적용방안에 따른 V2H 운영 시나리오를 제안하였다.
사례연구로 강릉시에 위치하고 있는 4인 가구로 구성된 하나의 단독주택을 대상으로 연구를 진행하였다. 전력사용량을 가정하여, 최근 5년간의 평균 일조시간에 따른 태양광 발전량을 도출하였으며, 월별 발전량과 사용량을 비교하고, 1일 필요전력량도 도출하여 그에 따른 잉여 전력량 및 부족한 전력량도 분석하였다. 전력사용량과 태양광 발전량을 토대로 ESS의 적정용량을 산정하였으며, 발전량을 통한 수용가 및 전기차의 전력 공급 여부에 따라 V2H의 적용 타당성을 검증하였다.