전기 항공기에는 강력한 포트가 필요합니다

플라톤에 의해 재발행

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NREL 연구에 따르면 eVTOL 충전에는 그리드 업그레이드가 필요하지만 현장 발전 및 스토리지가 도움이 될 수 있음이 밝혀졌습니다.

전기 수직 이착륙(eVTOL) 항공기는 승객을 산 위로 빠르게 이동시키거나 도시 풍경을 가로질러 떠다닐 수 있습니다. 그러나 먼저 이러한 비행 배터리에 대한 중요한 고려 사항은 충전 위치와 기존 전력망 인프라가 이러한 수요를 수용할 수 있는지 여부입니다.

NREL(National Renewable Energy Laboratory)은 연방 항공국(FAA)이 eVTOL 운영의 가능한 성장과 전력망에 미치는 영향에 대한 계획을 세우는 데 도움을 주기 위해 이 문제를 분석했습니다. FAA에 대한 NREL의 조사 결과는 이제 다음에서 확인할 수 있습니다. 연방 항공국 Vertiport 전기 인프라 연구.

18명으로 구성된 NREL 팀은 항공기 제조업체와 잠재적인 수직 이착륙장을 조사하고, 현실적인 서비스 경로를 분석하고, eVTOL을 가능하게 할 인프라 투자를 연구하여 연구를 작성했습니다. 공개적으로 사용 가능한 여러 NREL 도구를 활용하여 저자는 다양한 위치에서 전기 수직 이착륙 인프라를 개발하는 데 필요한 충전 수요, 비용, 배출, 위험, 규정 및 기술 요구 사항을 평가했습니다.

NREL 연구원인 Bharat Solanki는 "잠재적인 eVTOL 충전 수요가 그리드 인프라와 운영 매개변수에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 사실을 발견했습니다."라고 말했습니다. “우리는 운영성과 통합을 개선하기 위해 마이크로그리드를 사용하는 현장 발전 및 저장 솔루션을 통해 수요 소비의 이러한 상당한 증가를 최적화할 수 있다는 것을 보여주었습니다.

전기 항공기는 어디에서 재충전됩니까?

50평방피트의 표면은 수직항으로 작동하는 것처럼 보일 수 있지만 전기 및 공역 요구 사항은 엄격한 제약을 설정합니다. 연구팀은 항공기 제조업체와의 대화를 통해 일관된 운영을 위해 평균 수직 이착륙장에 1메가와트 이상의 충전 용량이 필요하다는 결론을 내렸습니다. 이 정도의 전기량은 약 800가구에 전력을 공급하는데, 이는 일반적으로 대규모 전력망 업그레이드와 수년간의 계획이 필요한 양입니다. NREL 팀은 eVTOL 충전 사이트에 대한 준비 작업의 범위를 명확히 하려고 했습니다.

"우리는 기내 수요 평가, 충전 수요 추정, 이러한 수요를 충족하기 위한 그리드 용량 결정이라는 eVTOL 수직항의 세 가지 상호 연관된 퍼즐 조각을 연구했습니다."라고 Solanki는 말했습니다.

첫째, 연구원들은 여러 공항과 협력하여 대형 헬기장, 일반 항공 기지, 상업 공항 및 호텔-카지노 단지를 포함하여 eVTOL 운영을 호스팅할 수 있는 장소를 식별했습니다. 연구원들은 eVTOL 충전 수요를 추정하기 위해 이러한 사이트와 시뮬레이션된 운영 사용 사례 간의 잠재적인 경로를 결정했습니다. 그들은 모든 현장에서 현지 전기 인프라를 업데이트해야 한다는 결론을 내렸습니다.

인프라 업데이트를 분석하기 위해 연구원들은 NREL을 사용하여 각 현장의 주변 전력망을 시뮬레이션했습니다. SMART-DS 도구그런 다음 NREL을 사용하여 각 사이트가 그리드 인프라에 미치는 영향을 분석했습니다. DISCO(배전 통합 솔루션 비용 옵션) 소프트웨어, 그런 다음 NREL을 사용했습니다. 재선택 도구 새로운 착륙 지점에 전력을 공급하기 위한 재생 가능 자원의 최적 조합을 결정합니다.

항공기를 충전하는 데 필요한 것

수직항은 일상적인 부하가 아니기 때문에 유틸리티는 계획 초기에 참여해야 합니다. 대부분의 경우 현장 수요가 6~7배 증가하며, 유틸리티는 변압기, 라인, 전압 조정기, 보호 장비, 전기 요금 및 수요 요금을 업그레이드해야 합니다. 초기에 공공 시설에서는 차량의 일일 부하에 대한 아이디어를 얻기 위해 차량 충전 일정에 대한 합리적인 아이디어도 필요했습니다.

배전 인프라를 묘사한 그림입니다. — 공급부터 최종 사용까지 표시되는 배전 인프라는 새로운 eVTOL 충전소를 활성화하기 위해 업그레이드가 필요할 가능성이 높습니다. 일러스트레이션: NREL

그러나 저자들은 그리드 인프라에 대한 영향을 완화하고 경제성을 향상시키는 옵션도 언급했습니다. Vertiport는 충전 증가가 전체 수요의 낮은 비율을 나타내는 기존 부하에 더 가깝게 위치할 수 있으며, Vertiport는 에너지 저장 및 발전, 특히 분산 재생 에너지로 지원될 수 있으며, 이는 배출량을 줄이고 수요가 적은 기간을 활용할 수 있습니다. 또한 이 연구에서는 수직 항만이 일자리를 추가하고 국가의 국내 총생산(GDP)을 늘릴 수 있다는 사실을 발견했습니다.

수직항의 그리드 업그레이드에는 몇 년이 걸릴 수 있지만 NREL은 유틸리티 계획을 시작할 수 있는 도구를 출시했습니다. NREL의 무료 사용 전기 자동차 인프라 - 에너지 추정 및 현장 최적화(EVI EnSite) 도구 유틸리티가 최적의 현장 구성을 설계하고, 충전 프로필을 모델링하고, 충전 전략을 매우 자세하게 시뮬레이션하는 데 도움이 될 수 있습니다. 항공 관련 인프라 도구가 개발 중이지만 아직 공개적으로 사용할 수는 없습니다. REopt 도구는 재생 가능 에너지 자원의 최적 조합을 선택하기 위해 무료로 사용할 수도 있습니다.

인프라 투자 외에도 이 연구에서는 또 다른 중요한 고려 사항을 지적했습니다. 특히 공항과 같은 역동적인 환경에서는 고출력 장비 주변에서 위험이 흔히 발생합니다. 인적 오류, 기술 실패, 일반적인 기상 패턴, 자연재해 등 모두 안전한 eVTOL 운영을 계획하고 표준화하는 데 영향을 미칩니다. 이러한 위험은 NREL 보고서에서 검토되고 논의됩니다. 전기 항공기 충전 인프라의 잠재적 위험 개요, 배터리 화학적 휘발성 및 인력 교육과 같은 주제가 포함되어 있으며 NREL 보고서에 포함되어 있습니다. 전기 항공 인프라 사이버 보안 구현 문제 해결, 사이버 보안 위험에 대해 논의합니다.