Электромобили приходят массово. Как могут подготовиться местные коммунальные предприятия, энергоменеджеры и города? Это ключевой вопрос, рассматриваемый в новом исследовании, проведенном исследователями PNNL, Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
«Хотя мы точно не знаем, когда мы достигнем переломного момента, парки автомобилей с быстрой зарядкой изменят способ, которым города и коммунальные предприятия управляют своими энергосетями и инфраструктурой». Он заявляет это Майкл Кинтнер-Мейер, инженер по электрическим системам и ведущий автор исследования. «Вопрос не в том, будет ли, а в том, когда».
Исследование, опубликованное сегодня, объединяет и учитывает многие факторы, которые никогда ранее не оценивались вместе, например, электрические грузовики для доставки и транспортировки на дальние расстояния, а также умные стратегии зарядки. Проблемы, которые все еще кажутся недосягаемыми для лиц, принимающих решения, но которые для заявленных сроков, существенно близки.
Грядет электрификация транспорта.
Как и любая уважающая себя революция, даже электрическая революция в конечном итоге закатывает головы. По данным EV Hub, на дорогах по всей планете уже есть много миллионов электромобилей, в основном автомобилей и внедорожников. Исследователи, очевидно, сосредоточили свое внимание только на Соединенных Штатах, оценивая мощность электросети в течение следующего десятилетия.
Смогут ли наши сети управлять растущим парком электромобилей всех размеров, включая грузовые автомобили, которые могут быть подключены к зарядным станциям для домов, предприятий и коротких и дальних дорог?
Анализ PNNL показал, какую максимальную нагрузку электромобилей может выдержать сеть без необходимости строительства новых электростанций и линий электропередачи.
Электрическая революция, хорошие и плохие новости.
Хорошие новости заключается в том, что к 2028 году вся энергосистема, от генерации до передачи, сможет выдерживать до 24 миллионов электромобилей, что составляет около 9% текущего транспортного потока в Штатах. Если бы мы захотели перенести его в Италию (надеюсь узнать больше), эта цифра соответствовала бы примерно 4,5 миллионам автомобилей. Плохие новости, конечно же, будут следующими.
С примерно 30 миллионами электромобилей все становится рискованным. Локально могут возникнуть проблемы. Многие не знают, некоторые знают: Быстро заряжающийся электромобиль может выдерживать ту же нагрузку, что и 50 домов. Если бы в каждом доме на улице был электромобиль, силовой трансформатор не смог бы управлять зарядкой всех одновременно.
Сгладьте изгиб утки
Как подробно описано в отчете, нынешнее сетевое планирование не учитывает должным образом массовый приток электромобилей. Это упущение усугубляет и без того напряженную ситуацию: грозный кривая утки.
Кривая утки представляет собой 24-часовой профиль нагрузки энергосистемы и обычно возникает в районах с большим количеством фотоэлектрических установок. Кривая основана на умеренной нагрузке утром, низкой нагрузке в течение дня, когда солнечные батареи подают электроэнергию в сеть, и высокой нагрузке ночью, когда люди приходят домой с работы и солнце садится.
По мере увеличения спроса напряжение падает. А поскольку вечером на зарядку подключаются все больше электромобилей, разница высот становится еще круче и увеличивает затраты на электроэнергию.
Умные стратегии зарядки
Исследование показало, что отказ от зарядки в часы пик утром и ранним вечером может сгладить пиковый спрос и заполнить кривую утки. У этого подхода есть два положительных аспекта. В первую очередь, выиграют от относительно «чистой» солнечной энергии в течение дня. Это также уменьшит или устранит резкий вечерний пик, когда солнечная энергия угасает и приходят другие источники, чтобы компенсировать разницу.
Правдоподобные сценарии подчеркивают необходимость планирования энергосистемы.
Исследовательская группа разработала и смоделировала вероятные сценарии на 2028 год. Сценарии включают сочетание легких (легковых), средних (грузовые автомобили и фургоны) и тяжелых (грузовых) транспортных средств - в этот анализ впервые включены все три класса транспортных средств. Также была разработана модель грузовых автомобильных перевозок с автомобильными зарядными станциями каждые 80 километров для всех трех классов транспортных средств.
В сценариях учитывалась эволюция энергосистемы и ее пропускная способность на уровне штата и региона. Команда сосредоточилась на сценариях с наибольшим потенциалом воздействия на сеть.
Очевидно, что узкие места из-за новой зарядки электромобилей появились, особенно в регионах… с большим количеством электромобилей.
Например, в Калифорнии. Лос-Анджелес планирует полностью перейти на электричество со своим городским автопарком к 2030 году. Пик пришелся на рост быстрозарядных автомобилей и коммерческого парка электрических грузовиков. Эти автомобили могут потреблять 400 ампер в цепи в течение 45 минут вместо 15-20 ампер в течение 6-8 часов, как у большинства современных электромобилей.
Быстро заряжающиеся автомобили - одна из самых больших проблем для сегодняшних планировщиков.
Законодателям, планировщикам, провидцам и лицам, принимающим решения, никогда раньше не приходилось думать об электромобилях. Теперь им придется быстро менять распределительные системы и операции. Ключ в том, чтобы понять сейчас, как избежать крупных капиталовложений в будущем. И задача не ограничивается большими городами. Меньшие, с ограниченными ресурсами, нуждаются в помощи для создания своей собственной зарядной инфраструктуры и способности генерировать энергию.
