캘리포니아, 배터리 충전기에 에너지 소비 다이어트 적용
2012년 1월 17일 - 캘리포니아 에너지 위원회(CEC)가 만반의 준비를 갖추고 배터리 충전 시스템(BCS)의 에너지 낭비를 줄이기 위한 준비에 들어갔다.
1월 12일, 위원회 위원들은 기기효율성규제(Title 20) 개정에 따른 제한사항을 적용시키기 위한 표결을 했다(지난 12월 '15-day Language'1 에서 제안). 이로 인해 CEC는 세계 최초로 BCS 효율성으로 1W 미만에서 2kW이상에 이르는 최소 요건을 도입하는 정부기관이 되었다. 이번 기준은 벽에 꼽는 플러그나, 휴대폰, 노트북, 태블릿 컴퓨터, 전동 툴, 퍼스널 케어 제품, UPS, 비고속도로 차량(예: 포크레인, 골프 카트)를 포함한 배터리 충전 제품에 거의 모두 적용된다.
CEC는 2008년 4월부터 전력 등의 유틸리티 회사, 환경단체, 제조업체, 소비자 단체(본인을 포함한)등 다수의 관계자들이 참석한 회의를 통해 비용 효율적이고 기술적으로 가능한 BCS 규제안을 마련하는 작업을 해왔다. 그러나 일부 관계자들은 캘리포니아에서만 적용되는 효율성 기준이 정말 필요한지에 대해서 의문을 제기하기도 했다. 위원회는 매년 BCS가 캘리포니아 주에서 소모하는 8000GWh 가운데 단 2000GWh만이 실질적으로 배터리에 전달되는 사실을 들어 이의 필요성에 대해 피력하고 있다. 그리고 연방정부 차원에서 향후 BCS 기준이 발표될지라 하더라도 캘리포니아주는 연방정부 기준요건이 실제 발효되기 전 약 18개월 동안 에너지를 절감할 수 있게 될 것이다.
그렇다면, 2013년 2월부터 발효되는 CEC 기준을 비용 효율적으로 맞추기가 얼마나 힘든 것일까? CEC에 유틸리티 회사들이 제출한 보고서에 따르면, 이미 시장에 본 기준 수준을 준수하는 BCS들이 많이 출시되어 있어 그렇게 어렵지는 않을 것으로 보인다. 보고서는 또한, 제조사들이 규제 준수를 위해 특허가 있는 기술을 사용할 수밖에 없을 것이라는 두려움을 불식시키기 위해 값싸고 효율적으로 BCS의 에너지 소비를 낮추는 다수 기술들이 있다고 단언하고 있다.
CEC는 2개의 특정 부문, 즉, AC-DC 전력 변환 및 유지 모드에 초점을 맞추는 것이 적합하다고 보고 있다. AC-DC 전력 변환은 전반적인 시스템 효율성 부문에서의 중요 역할을 담당하기 때문에 리니어에서 효율적인 스위칭 전력 변환 회로로 바꾸는 것은 전력 소비를 개선할 수 있는 손쉽고도 효율적인 방법이다. CEC는 또한 시장에서 가장 효율성이 떨어지는 충전기는 배터리 충전이 완료되었음에도 이를 감지하지 못하고 계속해서 불필요한 전력을 배터리에 보내고 있다는 것도 알아냈다. 충전이 완료되면 지속적인 전력흐름을 차단하고 유지 충전을 낮춤으로서 에너지 낭비를 방지할 뿐만 아니라 배터리 손상을 막을 수 있다.
마지막으로, 지난주 회의에 참석한 일부 제조업체들은 본 기준이 승인되면 일부 제품들은 캘리포니아 매장에 설 자리를 잃게 되며 혁신을 지연시키게 될 것이라고 우려를 제기하기도 했지만, 효율성 연합 및 기관(멀리는 호주까지도 포함)들은 그들도 캘리포니아의 BCS 기준을 자신들의 지역에 도입하겠다고 밝히고 있다.
다음은 효율성 요건에 대한 요약이다.
BCS는 4개 분야로 구분된다.
- 소형 배터리 충전 시스템(SBCS): ≤ 2kW, 출력에 상관없이 골프 카트 충전기 포함
- 유도 충전 시스템 – 자성 및 전기 유도 전력 전달 SBCS
- 배터리 백업 충전기 – 정전 시 제품에 전력을 전달하는 SBCS
- 대형 배터리 충전 시스템(LBCS): > 2kW 출력 전력
SBCS 기준요건은 충전 모드까지 포함해 24시간 이상의 에너지 소비를 목표로 한다. LBCS기준요건은 전력 변환 효율성과 충전복귀율(CRF, Charge return factor)을 겨냥하고 있다.
아래 표1은 2013년 2월 1일 이후 제조되는 소비자용 SBCS가 반드시 준수해야 하는 요건을 보여주고 있다. 비소비자용 SBCS는 2017년 1월 1일 이후부터 반드시 이를 준수해야 한다.
| 성능 지표 | 표준 |
|---|---|
| 최고 24시간 충전 및 유지 에너지 (Wh) (Eb = 포트에 연결된 모든 배터리 용량, N = 충전 포트 수) | Eb≤ 2.5 Wh: 16 × N |
| 2.5 Wh < Eb ≤100 Wh: 12 x N +1.6Eb | |
| 100Wh < Eb ≤1000 Wh: 22 x N+1.5Eb | |
| Eb >1000 Wh: 36.4 x N +1.486Eb | |
| 유지모드 전력 및 비배터리 모드 전력 (W) (Eb = 포트에 연결된 모든 배터리 용량, N = 충전 포트 수) | 유지 모드 전력과 비배터리 모드의 전력 합이 반드시 1x N+0.0021xEb 와트 이하여야 한다. |
추가 정보:
- 유도 충전 시스템(2013년 2월 1일 이후 제품)은 반드시 SBCS 요건 이상을 맞추거나 유지모드에서 1W 미만, 비배터리 모드에서 1W 미만을 소비해야 한다. 충전 및 유지 테스트에서는 평균 1W/hr 이하를 소비해야 한다
- 배터리 백업 및 UPS (소비자 제품은 2013년 2월 1일 이후, 그외 모든 제품은 2017년 1월 1일 이후 제품) 반드시 유지모드에서 0.8+0.0021 x Eb W 이하를 소비해야 한다.
2014년 1월 1일 이후 제조되는 LBCS 요건은 다음과 같다.
| 성능 지표 | 표준 | |
|---|---|---|
| 충전복귀율(CRF) | 100 %, 80% 방전 깊이(DoD) | CRF≤ 1.10 |
| 40 % 방전 깊이(DoD) | CRF ≤ 1.15 13 | |
| 전력변환 효율 | 89% 이상 | |
| 역률 | 0.90이상 | |
| 유지모드 전력 (Eb = 테스트 베터리의 배터리 용량) | 10 + 0.0012Eb W 이하 | |
| 비배터리 모드 전력 | 10W 이하 | |
승인을 통과한 BCS 표준 문구(15-day Language)는 다음의 링크에서 확인할 수 있다:
http://www.energy.ca.gov/2011publications/CEC-400-2011-005/CEC-400-2011-005-15-DAY.pdf
본 표준에 대한 FAQ는 다음의 링크에서 확인할 수 있다:
http://www.energy.ca.gov/appliances/battery_chargers/documents/Chargers_FAQ.pdf
1캘리포니아 에너지 위원회(CEC)는 지난 12월 14일, 캘리포니아 규제(CCR)내에 들어있는 기기효율성 규제(AER)의 개정을 위해 공청회를 개최한다고 발표하고 이날로부터 15일동안 서면문의 및 제안을 받았다. 15일 동안 공중으로부터 의견을 받는다하여 15 Day Language라는 명칭이 붙었으며, CEC는 사안에 따라 15일 혹은 45일간의 서면 의견 접수 기간을 정하고 있고 이 같은 관례에 따라 규제 초안을 15-Day Language 혹은 45-Day Language라고 부르고 있다.
MrGreen
