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배터리 열화비용을 고려한 V2G 시스템의 수익예측
The Prediction of Total Revenue of V2G System Considering Battery Wear Cost 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.29 no.4, 2015년, pp.85 - 94  

원일권 ,  김도윤 (성균관대 대학원 태양광시스템협동과정) ,  고안열 (성균관대 대학원 전자전기컴퓨터공학과) ,  신창현 (성균관대 대학원 전자전기컴퓨터공학과) ,  황준하 (성균관대 대학원 에너지시스템공합협동과정) ,  김영렬 (안양대 전기전자공학과) ,  원충연

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, research on the smart grid that combines ICT(Information & Communication technology) to the power system has been actively progressed. If the occupancy of the EV(Electric vehicle) is increased. the V2G(Vehicle to grid) system is available which constitutes the micro-grid through battery of...

주제어

#Achievable Cycle   #Battery Wear Cost   #Depth of Discharge   #V2G   #Total Transferable Energy  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • V2G와 EV의 운용에 있어 사용가능한 전체 에너지양이 가장 높은 DOD를 선정하는 것이 가장 효율적인 에너지 운용이라 할 수 있다. 본 논문에서는 EV 배터리의 사용 DOD(Depth of discharge)에 따른 배터리 열화비용을 고려해 최적의 V2G 시스템의 DOD 선정 기법을 제안하였다. 또한 선정된 DOD를 사용한 국가별 시뮬레이션을 통해 V2G 시스템의 향후 수익을 예측하였다.
  • 본 논문에서는 EV배터리의 사용 DOD에 따른 배터리 열화비용을 고려해 V2G 시스템의 최적 DOD 선정 기법을 제안하였다. 또한 선정된 DOD를 사용한 국가별 시뮬레이션을 통해 V2G 시스템의 향후 수익을 예측하였다.

가설 설정

  • 효율은 충․방전 효율을 의미하며, 본 논문에서는 고려하지 않았다. 수식(1)을 통해 선정된 DOD에 따라 실제 배터리가 수명동안 사용가능한 에너지의 양을 계산할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
V2G와 EV 운용에 있어 에너지양이 높은 DOD 선정이 가장 효율적인 운용 방법인 이유는 무엇인가? 따라서 V2G 시스템의 운용에 있어 배터리는 가장 중요한 요소가 되며, 전기자동차의 사용자의 입장에서는 배터리의 수명관리 및 안정적인 배터리의 운용이 필수적이다. 배터리의 사이클은 배터리의 선정 DOD 및 충/방전 온도 등에 영향을 받아 결정된다. 선정된 DOD 및 ACC에 따라 배터리의 전체 수명동안 사용가 능한 전체 에너지양이 결정된다. V2G와 EV의 운용에 있어 사용가능한 전체 에너지양이 가장 높은 DOD를 선정하는 것이 가장 효율적인 에너지 운용이라 할 수있다.
리튬이온 전지의 장점은 무엇인가? 또한 이차전지의 연구개발을 통해, 전력을 저장해 두었다가 가장 필요한 시기에 전기에너지를 공급하여 에너지 효율을 향상시키는 ESS(Energy storage system)와 UPS(Uninterruptible power supply)와 같은 기술이 발전되면서 에너지의 효율화 및 계통 시스템의 안정을 도모할 수 있게 되었다[1-3]. 현재 이차전지 중 가장 각광받는 전지는 리튬이온 전지이며, 에너지 밀도가 매우 높고 자기 방전율이 5% 이내로 작은 특성을 가진다. 주로 EV내에 모터구동용으로 많이 사용되고 있으며, 향후에도 배터리의 양산이 적극적으로 이루어 질 예정이며, 그에 따라 배터리의 가격 또한 하락할 것으로 예상되며 EV의 점유도 점차 증가할 예정이다.
ESS의 역할은 무엇인가? 최근 기존의 전력계통에 정보통신기술을 접목한 스마트 그리드에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 이차전지의 연구개발을 통해, 전력을 저장해 두었다가 가장 필요한 시기에 전기에너지를 공급하여 에너지 효율을 향상시키는 ESS(Energy storage system)와 UPS(Uninterruptible power supply)와 같은 기술이 발전되면서 에너지의 효율화 및 계통 시스템의 안정을 도모할 수 있게 되었다[1-3]. 현재 이차전지 중 가장 각광받는 전지는 리튬이온 전지이며, 에너지 밀도가 매우 높고 자기 방전율이 5% 이내로 작은 특성을 가진다.
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참고문헌 (18)

  1. "EPRI-DOE of Energy Storage for Transmission and Distribution Applications," EPRI, and the U.S. Department of Energy, Palo Alto and Washington, CA and DC, 2003, EPRI-DOE no. 1001834. 

  2. S. B. groupe Energie, "Energy Storage Technologies for Wind Power Integration," Tech. Rep., Universite Libre de Bruxelles, Faculte des Sciences Appliquees, 2010. 

  3. D. Manz, O. Schelenz, R. Chandra, M. d. R. S. Bose, and J.Bebic, "Enhanced Reliability of Photovoltaic Systems With Energy Storage and Controls," Tech. Rep., National Renewable Energy Laboratory, 2008. 

  4. Lan Liu,Christopher Sohn, "Economic assessment of Lithium-Ion batteries in terms of V2G utilisation" ICEPE.2012 pp 934 - 938 Oct. 2012. 

  5. Jie Wu, Jia Wang, Kun Li, Hai Zhou, Qin Lv, Li Shangand Yihe Sun, "Large-Scale Energy Storage System Design and Optimization for Emerging Electric-Drive Vehicles" IEEE trans, Vol32, No, 3, Mar, 2013. 

  6. C. Guille, G. Gross, "A conceptual framework for the vehicle-to-grid (V2G) implementation," Energy Policy, VOL. 37, ISSUE 11, PP. 4379-4390, Nov. 2009. 

    상세보기 crossref

  7. Corey D., White, K. Max Zhang, "Using vehicle-to-grid technology for frequency regulation and peak-load reduction," J. Power Source, VOL. 196, ISSUE 8, PP. 3972-3980, April 2011. 

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  8. Hisseini, S.S., Badri, A., Parvania M., "The plug-in electric vehicles for power system applications: The vehicle to grid (V2G) concept," Energy Conference and Exhibition (ENERGYCON), 2012 IEEE International, pp. 1101-1106, Sept. 2012. 

  9. Sayed Saeed Hosseini, AliBadri, "The Plug-in Electric Vehicles for Power System Applications: The Vehicle to Grid (V2G) Concept", EnergyCon. 2012. pp 1101 - 1106, Sept. 2012. 

  10. Ding Zuowu, Wang Shulin, "Study about Lithium Battery's Characteristics" CMCE.2010,pp 639 - 642 Aug. 2010. 

  11. T.Guena, P.Leblanc "How Depth of Discharge Affects the Cycle life of lithium-Metal-Polymer Batteries", INTLEC. 2006, pp 1 - 8, Sept. 2006. 

  12. Yan Ji, Yancheng Zhang, and Chao-Yang Wang, "Li-Ion Cell Operation at Low Temperatures," J. Electrochem. soc. 2013, VOL. 160, ISSUE 4, PP. 636-649, Feb. 2013. 

  13. Jiang Fan, and Steven Tan, "Studies on Charging Lithium-Ion Cells at Low Temperatures," J. Electrochem. soc. 2006, VOL. 153, ISSUE 6, PP. 1081-1092, April 2013. 

  14. Languang Lu, Xuebing Han, Jianqiu Li, Jianfeng Hua, Minggao Ouyang, "A review on the key issue for lithium-ion battery management in electric vehicles," J. Power Sources, VOL. 226, PP. 272-288, March 2013. 

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  15. M. C. Smart, B. V. Ratnakumar, C. -K. Huang, and S. Surampudi, "Performance Characteristics of Lithium Ion Cells For Low Temperature Applications," Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology, 1998. 

  16. M. C. Smart, B. V. Ratnakumar, L. Whitcanacka, K. Chin, "Performance characteristics of lithium ion cells at low temperatures," Battery Conference on Applications and Advances, 2002. The Seventeenth Annual, PP. 41-46, Jan. 2002. 

  17. Sekyung Han, Soohee Han, Hirohisa Aki, "A practical battery wear model for electric vehicle charging applications," Applied Energy, VOL. 113, PP. 110-1108, Jan. 2014. 

  18. Il-Kuen Won, Do-Yun Kim, An-Yeol Ko, Jun-Ha Hwang,Young-Real Kim, Chung-Yuen, "The Optimal DOD Selection method of V2G System considering Battery waring cost" The Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, pp397-398, May, 2014. 

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