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현대케피코가 경기도 군포 본사에 태양광 발전과 에너지저장장치(ESS)를 연계한 차세대 초고속 충전소를 구축하고 새로운 전기차 충전 솔루션을 실증하고 있다. 이 충전소는 30kW급 태양광 설비, 344kWh 용량의 ESS, 360kW 파워뱅크로 구성되며 초고속 충전기 4기와 완속 충전기 1기에 전력을 공급한다. 현대케피코는 전력 생산과 저장, 충전기별 전력 배분과 설비 관리를 하나의 시스템으로 검증하며 설치 환경에 적합한 구성을 찾고 향후 충전사업자에게 제안할 현실적인 솔루션 기준을 마련할 계획이다.
전기차 충전소가 전력망의 전기를 차량에 전달하는 장소를 넘어, 전기를 직접 만들고 저장해 필요한 순간에 배분하는 미래 에너지 거점으로 진화하고 있습니다. 현대케피코는 경기도 군포 본사에 태양광 발전과 에너지저장장치(ESS)를 연계한 차세대 초고속 충전소를 구축하고 새로운 전기차 충전 솔루션을 실증하고 있습니다.
전기차 보급과 함께 전 세계 충전 인프라도 빠르게 늘고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2025년 말 전 세계 공공 충전기는 약 700만 기를 넘어섰습니다. 고출력 충전기가 확대되면서 충전기 수와 출력뿐 아니라 전력망의 수용 능력, 시간대별 수요와 설비 이용률을 함께 관리하는 일이 중요한 운영 과제로 떠올랐습니다.
충전소의 운영 방식도 과제 중 하나입니다. 전력망에서 받은 전기를 즉시 공급하는 데서 나아가, 현장에서 생산한 태양광 전력이나 전력망의 전기를 ESS에 저장했다가 충전 수요에 맞춰 사용하는 방식을 검토하고 있죠. 국내 공공 충전 요금이 충전기 출력에 따라 세분화되면서 충전사업자(CPO, Charge Point Operator)에게는 전력을 어떤 비용으로 확보하고, 수요가 몰리는 시간에 어떻게 배분할지도 중요해졌기 때문입니다.
현대케피코가 태양광과 ESS, 초고속 충전기를 하나의 시스템으로 연결한 이유도 여기에 있습니다. 현대케피코 본사에 준공한 실증장은 30kW급 태양광 설비, 344kWh 용량의 ESS, 120kW PCS(Power Conversion System, 전력변환장치), 50kW 인버터, 360kW 파워뱅크로 구성됐습니다. 생산하거나 전력망에서 받은 전력은 초고속 충전기 4기와 완속 충전기 1기에 공급됩니다. 현대케피코는 이곳에서 전력 생산과 저장, 충전기별 전력 배분과 설비 관리를 하나의 시스템으로 검증하고 있습니다. EV충전기사업관리팀 오창석 책임매니저와 EV충전기개발팀 현승훈 연구원에게 태양광·ESS 연계 초고속 충전소의 기획 배경과 작동 원리, 실증을 통해 확인하려는 운영 과제에 대해 들었습니다.
전력 조달부터 충전까지, 하나의 운영 체계로
여러 차량이 몰리는 시간에는 순간적인 전력 수요가 커지지만, 전력망에서 공급받을 수 있는 전력과 설비를 설치할 부지 여건은 충전소마다 다릅니다. 현대케피코는 이 문제를 충전기 한 대의 성능에서 벗어나 충전소 전체의 에너지 흐름을 설계하고 관리하는 관점에서 바라봤습니다.
태양광으로 생산한 전력과 전력망에서 받은 전기를 언제 저장하고 사용할지, 여러 차량이 동시에 연결되면 가용 전력을 어떻게 나눌지 확인이 필요했습니다. 현대케피코의 태양광·ESS 초고속 충전소는 설치 조건과 이용 수요에 적합한 설비 구성을 찾기 위한 실증 공간인 셈입니다. 먼저 EV충전기사업관리팀 오창석 책임매니저에게 이번 충전소를 기획한 배경과 실증의 목적을 물었습니다.
INTERVIEW
EV충전기사업관리팀 오창석 책임매니저
Q. 태양광과 ESS를 연계한 초고속 충전소를 기획한 배경은 무엇인가요?
“전기차 충전 사업이 확대되려면 운전자에게 편리한 충전 경험을 제공하는 동시에 운영자도 사업을 지속할 수 있어야 합니다. 기존 충전소는 대체로 전력망에서 받은 전기를 그때그때 사용합니다. 하지만 충전 수요가 특정 시간에 집중되면 필요한 전력이 커지고, 전력 요금과 수전 설비 부담도 고려해야 하죠.
ESS를 활용하면 수요가 낮은 시간대의 전기와 충전소에서 생산한 태양광 전력을 저장했다가 필요할 때 사용할 수 있습니다. 우리는 태양광과 ESS, 초고속 충전기를 연결해 전력 조달과 저장, 충전을 하나의 운영 체계로 다룰 수 있는지 확인하고자 했습니다. 해외 시장과 국내 충전소 사례를 살펴보면서 태양광과 ESS를 결합한 충전 방식이 향후 필요해질 수 있다고 판단했죠. 이에 사내에 연구 목적의 실증장을 구축하고, 국내 충전 환경에서도 적용할 수 있는지, 향후 전기차 기반 환경 변화에 따라 어떤 것들이 더 필요할지 자체적으로 검증하기 시작했습니다.”
Q. 태양광 발전과 ESS를 함께 살펴야 하는 이유는 무엇인가요?
“태양광 발전은 날씨와 시간에 따라 출력이 달라지고, 전기를 만드는 순간과 차량이 충전하는 순간도 항상 일치하지 않습니다. ESS는 햇빛이 있을 때 만든 전력을 저장했다가 충전 수요가 생길 때 활용해 이 시간 차이를 연결합니다. 필요하면 전력망의 전기도 저장할 수 있고요.
두 설비를 함께 사용하면 전력이 얼마나 생산됐는가를 넘어 생산한 전력을 언제, 어디에 사용할 것인지 파악하고 대응할 수 있습니다. 다만 태양광이 모든 충전 전력을 대신하는 것은 아닙니다. 발전량과 충전 수요, ESS 충전 상태, 전력망 공급 조건에 맞는 조합을 찾는 것이 중요하죠.”
Q. 군포 본사에 연구 목적의 충전소를 구축한 이유도 최적의 조합을 찾기 위해서인가요?
“그렇습니다. 충전소마다 부지 면적과 주차 면수, 이용 패턴이 달라 하나의 설비 구성을 모든 장소에 그대로 적용하기는 어렵습니다. 초기에는 태양광 설비와 ESS의 용량을 어느 정도로 정할지, 각 설비를 어디에 배치할지, 어떤 충전기를 적용할지, 향후 확장 가능성까지 어떻게 반영할지가 주요 과제였습니다.
이번 실증장에서는 외부에서 조달한 태양광·ESS 설비와 현대케피코가 개발·제조한 충전기를 하나의 시스템으로 연결했습니다. 현대케피코의 핵심 역할은 개별 장비를 모두 직접 만드는 것이 아니라, 서로 다른 설비를 통합하고 충전 수요에 맞춰 제어하는 운영 로직을 개발하는 것이죠.
본사 실증장에서 태양광과 ESS, PCS, 파워뱅크, 충전기가 어떻게 연동되고 수요 변화에 따라 전력이 어떻게 배분되는지 살펴보고 있습니다. 실증 과정에서 운영 로직을 지속적으로 보완하며 설치 환경에 적합한 구성을 찾고, 향후 충전사업자에게 제안할 현실적인 솔루션 기준을 만들 계획입니다.”
태양광에서 전기차까지, 초고속 충전 전력은 어떻게 흐를까?
INTERVIEW
EV충전기개발팀 현승훈 연구원
Q. 태양광에서 전기차 배터리까지 전력이 이동하는 과정을 쉽게 설명해 주세요.
“태양광 패널이 생산한 직류 전력은 인버터와 PCS를 거쳐 ESS에 저장하기 적합한 형태로 바뀝니다. 저장된 전력은 충전이 필요할 때 다시 PCS에서 교류로 변환되고, 배전반과 파워뱅크를 지나 충전기로 전달됩니다. 파워뱅크는 이를 차량 배터리에 맞는 직류 전력으로 다시 바꿔 공급합니다.
태양광과 ESS, 충전기가 사용하는 전력의 형태와 조건이 다르기 때문에 변환 장치가 여러 번 등장합니다. 각 장비가 제 역할을 하면서 하나의 충전소처럼 움직이게 만드는 통합 제어가 중요합니다.”
Q. 여러 대의 전기차가 동시에 충전하면 전력은 어떻게 배분되나요?
“여러 차량이 동시에 연결되면 전력망에서 받을 수 있는 전력만으로 각 차량의 요구 출력을 모두 공급하기 어려울 수 있습니다. 이때 ESS가 보조 전원 역할을 하고, 파워 셰어링과 동적 전력 분배 기술이 가용 전력을 나눕니다. 차량마다 배터리 잔량과 충전 곡선, 요구 출력이 다릅니다. 시스템은 각 차량이 받아들일 수 있는 전력과 전체 설비의 여유를 함께 판단해 배분량을 조절합니다.”
Q. 360kW 파워뱅크와 초고속 충전기 4기는 어떻게 연결되나요?
“파워뱅크는 전력을 변환하고 여러 충전기에 배분하는 중심 장치입니다. 실증장에서는 360kW급 파워뱅크를 기반으로 초고속 충전기 4기를 운영하며, 차량 연결 상태와 요구 출력에 따라 전력을 나눕니다. 현대케피코의 충전 시스템은 현대자동차그룹의 주요 전기차를 비롯해 다양한 제조사의 차량과 호환성을 확인해왔습니다. 아이오닉 5는 배터리 잔량 10%에서 80%까지 약 18분 만에 충전하는 성능을 검증했죠. 물론 실제 충전 시간은 배터리 상태와 온도, 충전 환경에 따라 달라질 수 있습니다.”
Q. 높은 출력을 안정적으로 다루기 위해 어떤 기술을 적용했나요?
“초고속 충전기는 고전압과 대전력을 다루기 때문에 충전 속도만큼 안전성과 내구성이 중요합니다. 또 충전기 내부의 고전압 영역과 저전압 제어 영역을 분리하고, 온도와 전압, 전류를 계속 감시해야 합니다. 그래서 이상 징후가 나타나면 충전을 제한하거나 중단하도록 제어 로직도 구성했습니다. 30kW급 파워 모듈은 고온에서도 출력을 안정적으로 유지하도록 설계했고, 충전기에는 옥외 환경을 고려한 방진·방수 구조를 적용했습니다. 자동 인출·회수 케이블은 조작 부담을 줄이고, 화면과 LED 표시로 충전 상태를 직관적으로 볼 수 있죠.”
Q. 태양광·ESS 연계 충전소를 개발하면서 가장 어려웠던 점은 무엇인가요?
“태양광 설비와 ESS, PCS, 파워뱅크, 충전기는 통신 방식과 제어 조건이 서로 다를 수 있습니다. 제한된 공간에 설비를 배치하면서 전력 계통과 통신 계통도 함께 맞춰야 합니다. 장비를 설치했다고 곧바로 하나의 시스템이 되는 것은 아닙니다. 충전기 개발뿐 아니라 전력변환, 제어, 소프트웨어, 사업 기획 등 여러 분야가 협업한 이유입니다. 각 장비의 데이터를 같은 기준으로 해석하고, 하나의 상태 변화가 다른 장비에 미치는 영향을 반복해 확인했습니다.”
실증 데이터로 구체화하는 다음 충전소의 기준
태양광·ESS 연계 초고속 충전소의 설비 구성은 설치 환경에 따라 달라집니다. 부지 면적과 주차 면수, 확보 가능한 전력, 예상 충전 수요에 따라 필요한 설비의 규모와 운영 방식이 달라지기 때문이죠. 현대케피코는 군포 실증장에서 시간대별 태양광 발전량과 ESS 충·방전 시점, 여러 차량이 연결됐을 때의 전력 분배 등을 확인하며 조건별 설비 구성과 운영 방식을 판단하기 위한 데이터를 축적하고 있습니다.
이러한 실증 데이터는 향후 충전사업자가 부지와 예상 수요에 적합한 설비 규모를 검토하고, 전력을 효율적으로 조달·저장·배분하는 운영 방식을 설계하는 데 활용됩니다. 현대케피코는 자체 개발·제조한 충전기를 중심으로 외부의 태양광·ESS 설비와 운영 시스템을 통합하는 한편, 개발 중인 600kW급 파워뱅크를 비롯한 신규 설비도 실증장에 적용해 성능과 운영 가능성을 확인할 계획입니다.
앞으로 전기차의 충전 성능이 높아지고 충전 수요와 이용 방식이 다양해지면서 충전소에 요구되는 역할도 계속 달라질 것입니다. 충전기 숫자나 최대 출력을 늘리는 것을 넘어, 필요한 전력을 어떻게 확보하고 저장할지, 여러 차량에 어떻게 배분할지까지 함께 고려해야 합니다. 현대케피코의 군포 실증장은 현재의 충전 시스템을 검증하는 공간인 동시에, 새로운 충전 기술과 설비를 실제 환경에 적용하며 변화하는 충전 환경에 맞춰 충전소가 어떻게 진화해야 할지 그 가능성을 확인하는 공간입니다.
사진. 박상국
