Minimalizowanie wpływu pojazdów elektrycznych na sieć

17 marca 2023 (Wiadomości Nanowerk) Krajowe i światowe plany walki ze zmianami klimatycznymi obejmują zwiększenie elektryfikacji pojazdów i udziału procentowego energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych. Jednak niektóre prognozy pokazują, że te trendy mogą wymagać kosztownych nowych elektrowni, aby sprostać szczytowemu obciążeniu wieczorem, kiedy samochody są podłączane do prądu po dniu pracy. Co więcej, nadprodukcja energii z farm fotowoltaicznych w ciągu dnia może zmarnować cenne moce wytwórcze energii elektrycznej. W nowym badaniu naukowcy z MIT odkryli, że możliwe jest złagodzenie lub wyeliminowanie obu tych problemów bez potrzeby stosowania zaawansowanych systemów technologicznych połączonych urządzeń i komunikacji w czasie rzeczywistym, co mogłoby zwiększyć koszty i zużycie energii. Zamiast tego zachęcanie do umieszczania stacji ładowania pojazdów elektrycznych (EV) w sposób strategiczny, zamiast pozwalania im pojawiać się gdziekolwiek, oraz tworzenie systemów inicjujących ładowanie samochodów w opóźnionych godzinach, może potencjalnie zrobić wielką różnicę. Badanie opublikowane w czasopiśmie Komórka raportuje nauki fizyczne („Strategie korzystnego ładowania pojazdów elektrycznych w celu ograniczenia szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną i magazynowania energii słonecznej”) autorstwa Zachary'ego Needella PhD '22, doktora habilitowanego Wei Wei i profesor Jessiki Trancik z Instytutu Danych, Systemów i Społeczeństwa MIT. W swojej analizie naukowcy wykorzystali dane zebrane w dwóch przykładowych miastach: Nowym Jorku i Dallas. Dane zostały zebrane między innymi z anonimowych zapisów zebranych za pośrednictwem urządzeń pokładowych w pojazdach oraz ankiet, w których starannie dobrano próbki populacji, aby uwzględnić różne zachowania podczas podróży. Pokazali, w jakich porach dnia samochody są używane, jak długo i ile czasu pojazdy spędzają w różnych miejscach — w mieszkaniach, miejscach pracy, na zakupach, w miejscach rozrywki i tak dalej. Odkrycia, jak mówi Trancik, „dopełniają obraz pytania, gdzie strategicznie zlokalizować ładowarki, aby wspierać adopcję pojazdów elektrycznych, a także wspierać sieć energetyczną”. Na przykład lepsza dostępność stacji ładowania w miejscach pracy mogłaby pomóc w absorpcji energii szczytowej wytwarzanej w południe z instalacji energii słonecznej, która w przeciwnym razie mogłaby zostać zmarnowana, ponieważ nieopłacalne jest zbudowanie wystarczającej ilości baterii lub innej pojemności magazynowej, aby zaoszczędzić wszystkie to na później w ciągu dnia. W ten sposób ładowarki w miejscu pracy mogą zapewnić podwójną korzyść, pomagając zmniejszyć wieczorne obciążenie szczytowe spowodowane ładowaniem pojazdów elektrycznych, a także wykorzystując moc wyjściową energii słonecznej. Te skutki dla systemu elektroenergetycznego są znaczne, zwłaszcza jeśli system musi sprostać zapotrzebowaniu na ładowanie dla w pełni zelektryfikowanej floty pojazdów osobistych, obok szczytów innego zapotrzebowania na energię elektryczną, na przykład w najgorętsze dni w roku. Naukowcy twierdzą, że jeśli nie zostaną złagodzone, wieczorne szczyty zapotrzebowania na ładowanie pojazdów elektrycznych mogą wymagać zainstalowania nawet o 20 procent większej mocy wytwórczej. „Powolne ładowanie w miejscu pracy może być bardziej preferowane niż technologie szybszego ładowania, aby umożliwić lepsze wykorzystanie południowych zasobów słonecznych”, mówi Wei. Tymczasem, przy opóźnionym ładowaniu w domu, każdej ładowarce EV mogłaby towarzyszyć prosta aplikacja, która oszacowałaby czas rozpoczęcia cyklu ładowania, tak aby naładowała się tuż przed tym, jak będzie potrzebna następnego dnia. W przeciwieństwie do innych propozycji, które wymagają scentralizowanej kontroli cyklu ładowania, taki system nie wymaga wymiany informacji między urządzeniami i może być wstępnie zaprogramowany – i może osiągnąć znaczną zmianę zapotrzebowania na sieć spowodowaną rosnącą penetracją pojazdów elektrycznych. Powodem, dla którego działa tak dobrze, jak mówi Trancik, jest naturalna zmienność w zachowaniach prowadzących u poszczególnych osób w populacji. Przez „ładowanie w domu” naukowcy nie odnoszą się tylko do urządzeń do ładowania w poszczególnych garażach lub na parkingach. Mówią, że niezbędne jest udostępnienie stacji ładowania w miejscach parkingowych na ulicach, a także na parkingach w budynkach mieszkalnych. Trancik twierdzi, że odkrycia podkreślają wartość połączenia dwóch środków – ładowania w miejscu pracy i opóźnionego ładowania w domu – w celu zmniejszenia szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną, magazynowania energii słonecznej i wygodnego zaspokajania potrzeb kierowców w zakresie ładowania we wszystkie dni. Jak wykazał zespół we wcześniejszych badaniach, ładowanie w domu może być szczególnie skutecznym elementem strategicznego pakietu lokalizacji ładowania; stwierdzili, że ładowanie w miejscu pracy nie jest dobrym substytutem ładowania w domu w celu zaspokojenia potrzeb kierowców we wszystkie dni. „Biorąc pod uwagę, że na rozbudowę infrastruktury ładowania przeznacza się dużo pieniędzy publicznych”, mówi Trancik, „w jaki sposób zachęcić lokalizację, aby była ona wydajnie i skutecznie zintegrowana z siecią energetyczną bez konieczności znacznego zwiększania mocy? ” Badanie to oferuje decydentom pewne wskazówki dotyczące tego, gdzie należy skoncentrować przepisy i zachęty. „Myślę, że jedną z fascynujących rzeczy w tych odkryciach jest to, że strategicznie można uniknąć dużej infrastruktury fizycznej, której inaczej byś potrzebował” – dodaje. „Twoje pojazdy elektryczne mogą częściowo zastąpić potrzebę stacjonarnego magazynowania energii, a także możesz uniknąć konieczności zwiększania mocy elektrowni, myśląc o lokalizacji ładowarek jako narzędziu do zarządzania zapotrzebowaniem — gdzie i kiedy występują zdarzać się." Zespół odkrył, że opóźnione ładowanie w domu może mieć zaskakujące znaczenie. „Zasadniczo zachęca ludzi do późniejszego rozpoczęcia ładowania. Może to być coś, co jest wstępnie zaprogramowane w ładowarkach. Zachęcasz ludzi do nieco opóźnionego początku ładowania, aby nie wszyscy ładowali się w tym samym czasie, a to wygładza szczyt”. Taki program wymagałby wcześniejszego zaangażowania ze strony uczestników. „Aby uniknąć inwestycji w infrastrukturę fizyczną, potrzebna byłaby wcześniejsza liczba osób zaangażowanych w ten program” — mówi Trancik. „Tak więc, jeśli masz wystarczająco dużo ludzi, którzy się zarejestrują, to w zasadzie nie musisz budować tych dodatkowych elektrowni”. Nie jest pewne, że wszystko to będzie się zgadzać, a wprowadzenie odpowiedniej kombinacji zachęt byłoby kluczowe. „Jeśli chcesz, aby pojazdy elektryczne działały jako skuteczna technologia magazynowania energii słonecznej, rynek [EV] musi rosnąć wystarczająco szybko, aby móc to zrobić”, mówi Trancik. Aby jak najlepiej wykorzystać fundusze publiczne, aby tak się stało, mówi: „Możesz zachęcać do instalacji ładowania, które idealnie przeszłyby przez proces konkurencyjny – w sektorze prywatnym byłyby firmy ubiegające się o różne projekty, ale możesz zachęcać do instalowania ładowania na przykład w miejscach pracy, aby wykorzystać obie te korzyści”. Ładowarki, do których ludzie mają dostęp, gdy są zaparkowani w pobliżu swoich domów, są również ważne, dodaje Trancik, ale z innych powodów.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62605.php