Pokud jde o spolehlivost sítě, studie PNNL ukazuje, že předběžné plánování a strategie chytrého nabíjení elektromobilů mohou městům a veřejným službám pomoci vyhladit křivku a vyhnout se nákladné nové infrastruktuře
Původně publikováno na Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)
Autor, Lynne Roeder,
RICHLAND, Washington – Elektrická vozidla přicházejí – hromadně. Jak se mohou místní veřejné služby, plánovači sítí a města připravit? To je klíčová otázka, kterou řeší nová studie vedená výzkumníky z Pacific Northwest National Laboratory pro Úřad pro energetickou účinnost a obnovitelné zdroje energie Úřadu pro automobilové technologie Ministerstva energetiky USA.
I když přesně nevíme, kdy nastane bod zvratu, flotily rychlonabíjecích vozidel změní způsob, jakým města a veřejné služby spravují svou elektrickou infrastrukturu,“ řekl Michael Kintner-Meyer, inženýr elektrických systémů ve skupině PNNL Electricity Infrastructure. hlavní autor studie. "To není otázka jestli, ale kdy."
Studie, která byla dnes zveřejněna, integruje několik faktorů, které dosud nebyly hodnoceny, jako jsou elektrická nákladní vozidla pro doručování a dálkovou přepravu a také strategie chytrého nabíjení elektromobilů.
Elektrifikace dopravy:Budeme připraveni?, Studie společnosti PNNL ukazuje, že růst elektromobilů nad 24 milionů vozidel do roku 2028 by mohl začít ovlivňovat síť západních USA. Mike Perkins | PNNL
Podle EV Hub je v současné době v USA na cestách asi 1,5 milionu EV, většinou automobilů a SUV, výzkumníci PNNL vyhodnotili kapacitu elektrické sítě v západních USA v průběhu příštího desetiletí jako rostoucí flotily EV všech velikostí, včetně kamiony, zapojte se do nabíjecích stanic v domácnostech a podnicích a na dopravních trasách.
Pro svou studii autoři použili nejlepší dostupná data o budoucí kapacitě sítě od Western Electricity Coordinating Council, neboli WECC. Analýza odhalila maximální zatížení EV, které může síť pojmout, aniž by bylo nutné stavět více elektráren a přenosových vedení.
Dobrou zprávou je, že do roku 2028 bude celkový energetický systém, od výroby po přenos, vypadat zdravě až 24 milionů EV – přibližně 9 % současného provozu lehkých užitkových vozidel v USA
S přibližně 30 miliony EV se však věci začínají lámat. Na místní úrovni mohou nastat problémy s ještě menším počtem přijetí EV. Je to proto, že jeden rychlonabíjecí elektromobil dokáže vytížit až 50 domácností. Pokud má například každý dům ve slepé uličce elektromobil, jeden napájecí transformátor nebude schopen zvládnout nabíjení více elektromobilů současně.
Jak je podrobně uvedeno ve zprávě, současné plánování sítě dostatečně nezohledňuje masový příliv elektromobilů. Toto opomenutí zhoršuje již tak stresovou situaci – obávanou kachní křivku.
Kachní křivka je 24hodinový profil zatížení energetického systému a obvykle se vyskytuje v oblastech s velkým množstvím fotovoltaických – nebo solárních – střešních instalací. Křivka je založena na mírném zatížení ráno, nízkém zatížení během dne, kdy solární jednotky dodávají elektřinu do sítě, a vysokém zatížení v noci, když se lidé vracejí domů z práce a slunce zapadá.
Když poptávka stoupne, napětí prudce klesne. Tento prudký výkyv je náročný na systémové operace, které nebyly navrženy tak, aby se zapínaly a vypínaly jako vypínač světla. A když se večer připojuje více elektromobilů k nabíjení, náběh je ještě strmější a zvyšuje náklady na elektřinu.
Inteligentní nabíjecí strategie – vyhýbající se nabíjení ve špičce ráno a brzy večer – mohou podle studie vyhladit špičky poptávky a vyplnit kachní křivku. Přístup má dvě výhody. Za prvé, během dne by využil relativně čisté sluneční energie. Také by to snížilo nebo odstranilo ostré nájezdy večer, kdy solární energie slábne a nastupují další zdroje, aby se rozdíl vyrovnal.
Na základě dat WECC tým vyvinul a modeloval věrohodné scénáře pro rok 2028. Scénáře byly prověřeny s vedoucími pracovníky a zahrnovaly kombinaci lehkých (osobní), střední (dodávky a dodávky) a těžkých (návěs a náklad). služební vozidla na silnici – poprvé byly do takové analýzy zahrnuty všechny tři třídy vozidel. PNNL také vyvinula dopravní model pro nákladní dopravu po silnici s nabíjecími stanicemi na mezistátních dálnicích každých 50 mil pro všechny tři třídy vozidel.
Scénáře zahrnovaly vývoj sítě a její kapacitu na státní a regionální úrovni. Tým se zaměřil na scénáře s největším potenciálem dopadů na rozvodnou síť.
Úzká místa kvůli novému nabíjení EV se nejvíce objevila v oblastech Kalifornie, včetně Los Angeles, které plánuje přejít do roku 2030 výhradně na elektrický pohon se svou městskou flotilou. Problém přišel z růstu rychlonabíjecích automobilů a komerčních flotil elektrických nákladních vozidel. Tato vozidla mohou odebírat 400 ampérů obvodem po dobu až 45 minut, namísto 15 až 20 ampérů, které většina dnešních elektromobilů vytáhne za 6 až 8 hodin.
Dennis Stiles dohlíží na portfolio výzkumu energetické účinnosti a obnovitelné energie společnosti PNNL. Řekl, že rychlonabíjecí vozidla a integrace mobilních nákladů – vozových parků v pohybu – patří dnes mezi největší výzvy pro plánovače.
"Nikdy předtím nemuseli myslet na elektromobily, ale některá města už hledají inteligentní ovládání a další způsoby, jak upravit své distribuční systémy a provoz," řekl Stiles. „Klíčem je nyní zjistit, jak se v budoucnu vyhnout velkým kapitálovým výdajům. Sem tam přidat nový transformátor je hodně jiného než generální oprava rozvodny.“
Ale výzva není omezena na velké oblasti, jako je Los Angeles. Kintner-Meyer uvedl, že menší města s omezenými zdroji potřebují pomoc s plánováním své nabíjecí infrastruktury a hostingové kapacity. To je další krok.
V následné studii se výzkumníci blíže podívají na způsoby, jak integrovat elektrická vozidla do místních a regionálních energetických distribučních systémů v celé zemi.
„Máme data a metodu, jak spustit scénáře typu „co kdyby“, řekl Kintner-Meyer. „Díky datům z utilit o přivaděčích a infrastruktuře můžeme sestavit modely a poté je předat, aby mohly být o krok vpřed.“
Další podrobnosti o studii lze nalézt ve zprávě „Elektrická vozidla v měřítku – Analýza fáze I: Vysoké dopady přijetí EV na rozvodnou síť západních Spojených států“, kterou napsal Kintner-Meyer a kolegové z PNNL Sarah Davis, Dhruv Bhatnagar, Sid Sridhar, Malini Ghosal a Shant Mahserejian.
Pacific Northwest National Laboratory čerpá z charakteristických schopností v chemii, vědách o Zemi a analýze dat, aby pokročila ve vědeckém objevování a vytvářela řešení nejnáročnějších problémů v oblasti energetické odolnosti a národní bezpečnosti. Společnost PNNL byla založena v roce 1965 a je provozována společností Battelle pro Úřad vědy Ministerstva energetiky USA. Úřad pro vědu DOE je jediným největším zastáncem základního výzkumu ve fyzikálních vědách ve Spojených státech a pracuje na řešení některých z nejnaléhavějších výzev naší doby. Další informace najdete v centru zpráv PNNL. Sledujte nás na Facebooku, Instagramu, LinkedIn a Twitteru.
Zveřejněno:29. července 2020
Vybraný obrázek, EV Child Advocate Charging její rodinné EV, Zach Shahan, CleanTechnica
