에어택시 충전기 4대를 동시에 돌릴 때 필요한 전력 계산
에어택시 충전기 4대가 한꺼번에 돌아가는 버티포트는 배터리로 들어가는 전력만 1.2MW이고, 변환 손실과 냉각 장치까지 더하면 전력망에서 1.4MVA 안팎을 받아야 합니다. 회차 사이 충전 시간을 15분으로 줄이면 2MW 가까이 올라갑니다.
미국 연방항공청(FAA)이 미국 국립재생에너지연구소(NREL)에 맡겨 2023년에 낸 버티포트 전력 연구는 기체를 들여올 때 늘어나는 전력 수요를 정하는 일을 관계자 모두가 납득할 해법을 찾는 첫 단계로 꼽았습니다(NREL, 2023). 아래는 그 첫 단계를 가정 몇 개로 따라가 본 계산입니다. 착륙 구역 크기나 소방처럼 전기 밖의 시설은 버티포트 상용화 병목을 다룬 글에 모아 두었습니다.
100kWh·20분·4대로 잡은 까닭
연구진이 기체 제조사들에게 받은 자료에서 배터리 용량은 130kWh부터 300kWh 넘게까지 퍼져 있었고, 충전기 한 대의 최대 직류 출력은 300kW에서 1MW 사이였습니다(NREL, 2023). 비행 한 번에 배터리를 바닥까지 쓰고 오지는 않으니, 100kWh는 그런 팩의 3분의 1에서 4분의 3쯤을 다시 채우는 값입니다. 같은 자료에는 이륙에만 배터리 용량의 5% 이상이 든다는 응답도 있었습니다.
한 자리 300kW에서 네 자리 1.4MVA까지
에너지를 시간으로 나누면 배터리로 들어가는 평균 전력이 나옵니다. 용량(kWh)과 출력(kW)이 어떻게 다른지는 배터리의 Wh와 W를 다룬 글에 따로 풀었습니다.
배터리에 넣을 평균 전력 = 100kWh ÷ (20 ÷ 60)h = 300kW
네 대를 한꺼번에 = 300kW × 4 = 1.2MW
전력망 쪽에서는 이보다 더 받아야 합니다. 교류를 직류로 바꾸며 잃는 몫이 있고, 충전하는 동안 배터리를 식히는 냉각 장치도 전기를 씁니다. 베타 테크놀로지스가 공항 상설용으로 내놓은 충전 장치는 출력이 최대 320kW인데, 입력은 480V 3상 420A로 적혀 있습니다. 전압과 전류를 곱해 보니 약 349kVA였습니다. 변압기 크기를 정할 때 쓰는 값으로, 출력보다 9%쯤 큽니다. 같은 사양표에서 냉각 장치는 480V 3상 40A, 약 33kVA입니다(베타 테크놀로지스 제품 페이지).
한 자리가 전력망에서 받는 전력 ≈ 300kW × 1.09 + 33kVA ≈ 360kVA
네 자리 ≈ 360kVA × 4 ≈ 1.44MVA
이 값도 평균에 가깝습니다. 실제 충전은 배터리가 80%쯤 찬 뒤부터 출력을 줄여 가기 때문에, 20분 평균 300kW를 맞추려면 앞부분에서는 그보다 세게 넣어야 합니다. 연구진도 80%까지 일정한 출력으로 넣고 그 뒤로 줄여 가는 모양을 가장 단순한 현실적 가정으로 들었습니다(NREL, 2023). 320kW 충전기가 최대 출력 그대로 100kWh를 넣어도 약 19분이 걸리니, 20분 회차는 이 충전기로는 거의 한계입니다.
회차 간격 30분과 10분 사이
계산에서 가장 크게 흔들리는 값은 충전기 대수보다 회차 사이 시간이었습니다. 같은 100kWh를 10분에 넣으려면 20분일 때의 두 배를 밀어 넣어야 해서, 네 자리 합계가 약 2.8MVA까지 갑니다. 30분으로 늘리면 약 1.0MVA로 내려옵니다. 15분 회차부터는 320kW급으로 맞출 수 없어서, 연구진이 조사한 300kW~1MW 범위에서 더 큰 쪽 충전기가 있어야 합니다.
세 대 동시 충전은 연구진이 '제한' 시나리오로 잡은 조건과 같습니다. 후보지마다 300kW 충전기를 세 대까지만 두어 합계 900kW로 묶었고, 대수 제한을 풀고 1MW 충전기를 쓰게 하자 한 곳에서 최대 13.3MW까지 올라갔습니다(NREL, 2023). 연구진은 버티포트가 충전기를 1MW급 이상으로 계획하는 편이 좋다고 권했는데, 그런 충전기 네 대가 한꺼번에 최대로 돌면 출력만 4MW입니다.
헬리포트 한 곳의 월 최대 전력이 84kW에서 979kW로
이 크기가 기존 시설에 얼마나 큰 짐인지는 같은 연구의 후보지 숫자에 나옵니다. 맨해튼을 오가는 헬리콥터가 쓰는 공용 헬리포트 두 곳 가운데 하나인 뉴저지 커니 헬리포트는 지금 월 최대 전력이 평균 84kW인데, 300kW 충전기 세 대를 더한 모의 운항에서는 979kW가 됐습니다. 열두 배 가까운 증가입니다. 테터보로 공항은 170kW에서 995kW로, 애틀랜틱시티 국제공항 부지는 1,086kW에서 1,927kW로 올랐습니다(NREL, 2023).
평소 전기를 적게 쓰던 곳일수록 충전기 몇 대가 시설 전체의 전력 규모를 바꿉니다. 연구진의 배전망 모의 계산에서는 충전 부하가 더해지자 전압이 기준 아래로 떨어지고 선로와 변압기에 과부하가 걸렸습니다. 애틀랜틱시티 공항 부지의 전압은 정격의 83.7%까지 내려갔습니다. 선로와 변압기는 20~50% 과부하를 몇 분에서 몇 시간 정도만 견디도록 만들어져 있어, 이런 과부하가 매일 되풀이되면 쉽게 상한다고 연구진은 적었습니다. 후보지 가운데 애틀랜틱시티의 한 호텔 부지는 기존 설비로 충전 부하를 감당했습니다.
저장용 배터리는 이 봉우리를 깎으려고 둡니다. 전력망에서는 천천히 받아 채워 두고, 기체가 들어오면 한꺼번에 내보내는 방식입니다. 연구진의 경제성 계산에서 커니 헬리포트에 맞는 저장 배터리는 821kW·388kWh(약 30분 분량)였고, 이 배터리를 넣자 월 최대 전력 평균이 166kW로 내려갔습니다. 연구진은 이렇게 크게 줄어든 데에는 모의 계산이 앞으로의 충전 시각을 다 안다고 가정한 영향이 있다고 밝혔습니다(NREL, 2023).
배터리를 한 덩어리 더 들이는 일이라 불 대책도 따라붙습니다. 국토교통부가 2026년 3월 고시한 버티포트 설계기준은 소방시설을 갖출 때 전기저장시설의 화재안전기준을 따르게 했습니다(국토교통부, 2026). 배터리 불을 끄기 어려운 까닭은 배터리 화재 진압을 다룬 글에 있습니다.
네 대가 늘 한꺼번에 충전하지는 않는다
위 숫자는 네 대가 같은 순간에 같은 출력으로 충전한다고 놓은 최댓값입니다. 실제 운항표에서는 도착이 흩어집니다. 연구진은 자동차 급속충전기도 포트가 여럿이면 모든 포트에 최대 출력을 주지 않고 제어 장치로 나눠 준다고 적었는데(NREL, 2023), 버티포트도 같은 방법을 쓸 수 있습니다. 그만큼 전력망에 요구하는 최대치는 줄지만, 몰리는 시간에는 회차가 길어지는 값을 치릅니다.
같은 설계기준은 충전시설을 둘 때 기체 운행 주기와 배터리 충전 속도·특성, 전력 용량을 고려하라고 적었을 뿐 숫자는 정하지 않았습니다. 이 글의 가정값은 버티포트마다 자기 운항 계획으로 다시 넣어야 합니다. 연구진이 충전기를 1MW급 이상으로 넉넉히 계획하라고 권한 것도 기체 보급 속도와 전력 회사의 설비 증설 일정을 맞추려는 뜻이었습니다. 기체가 커지고 회차가 짧아질수록 1.4MVA는 낮은 쪽 끝으로 밀려납니다.
확인일 2026-10-16
출처
규제기관 문서
- 버티포트 설계기준(국토교통부고시 제2026-101호) 제14조·제15조, 국토교통부, 문서일 2026-03-03, 열람 2026-10-16, https://www.law.go.kr/행정규칙/버티포트설계기준
연구
- Federal Aviation Administration Vertiport Electrical Infrastructure Study (NREL/TP-5R00-86245) 요약·1.3.1절·3.1절·3.3절·표 25, 미국 국립재생에너지연구소(FAA 의뢰, 현 NLR 자료실), 문서일 2023년 10월(2023년 12월 개정판), 열람 2026-10-16, https://www.nlr.gov/docs/fy24osti/86245.pdf
회사 발표
- Charge Cube 제품 사양(출력 320kW, 입력 480V 3상 420A, 냉각 장치 480V 3상 40A), BETA Technologies, 문서일 미표기, 열람 2026-10-16, https://beta.team/charge-cube