Τα ηλεκτρικά οχήµατα αυξάνονται µέρα µε τη µέρα στην αγορά και η άνοδος του αριθµού τους θα επηρεάσει σηµαντικά -πώς και πόσο- το ηλεκτρικό δίκτυο;

Η φόρτιση του συσσωρευτή ηλεκτρικού οχήµατος γίνεται µε την βοήθεια διαφόρων τύπων φορτιστών. Ένας φορτιστής µετατρέπει τη µορφή της ηλεκτρικής ενέργειας σε Συνεχές Ρεύµα (DC) και φορτίζει τον συσσωρευτή του.

Ένα ηλεκτρικό όχηµα µε δυνατότητα µονής κατεύθυνσης φόρτισης θα λειτουργούσε ως φορτίο στο ηλεκτρικό δίκτυο. Συνδέεται απευθείας µε το δίκτυο παροχής ηλεκτρικού ρεύµατος και αντλεί ενέργεια για τη φόρτιση του συσσωρευτή των ηλεκτρικών αυτοκινήτων και άλλων τύπων Ηλεκτρικών Οχηµάτων.

Όµως τα ηλεκτρικά οχήµατα είναι συγκριτικά µεγάλα φορτία που συνδέονται µε το ηλεκτρικό δίκτυο όταν φορτίζονται. Όµως πόσο µεγάλο είναι ένα φορτίο ενός συσσωρευτή ηλεκτρικού αυτοκινήτου;

Εάν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο µε συσσωρευτή 60 kWh φορτίζει κατά 80% σε 6 ώρες, καταναλώνοντας 8 kWh/ώρα. Συγκριτικά ένα τυπικό νοικοκυριό, καταναλώνει λιγότερο από 5 kWh την ηµέρα!

Αυτό και µόνο δείχνει πόσο θα είναι το φορτίο, εάν ένας µεγάλος αριθµός ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι συνδεδεµένος στο δίκτυο για φόρτιση.

Επιπτώσεις δίκτυο κατά τη φόρτιση σε ώρες αιχµής
Τα ηλεκτρικά οχήµατα κατά κανόνα επιστρέφουν στο σπίτι το βράδυ και συνδέονται σε µια πρίζα για φόρτιση. Όπως εξηγήθηκε παραπάνω, ένα ηλεκτρικό όχηµα καταναλώνει σχετικά µεγάλη ενέργεια κατά τη φόρτισή του, που σηµαίνει ότι µια οµάδα ηλεκτρικών αυτοκινήτων συνδεδεµένων σε έναν µετασχηµατιστή προσθέτει περισσότερο φορτίο σε αυτόν.

Ποιος είναι ο χρόνος µέγιστου φορτίου;
Βλέπουµε την τυπική καµπύλη φορτίου ενός νοικοκυριού. Η ζήτηση ισχύος κατά τις ώρες 19:00 έως τις 23:00 είναι πολύ υψηλότερη από τις υπόλοιπες ώρες.

Ένα ηλεκτρικό όχηµα που συνδέεται µε το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνει περαιτέρω την αιχµή της ζήτησης. Η αύξηση του φορτίου στον χρόνο αιχµής µειώνει τον συντελεστή φορτίου του δικτύου.

Ο συντελεστής φορτίου είναι ο λόγος του µέσου φορτίου, προς το µέγιστο φορτίο στο σύστηµα ισχύος σε µια συγκεκριµένη χρονική στιγµή. Ένας συντελεστής υψηλού φορτίου υποδεικνύει σχετικά σταθερή χρήση ηλεκτρικού ρεύµατος και ο συντελεστής χαµηλού φορτίου δείχνει ένα σύστηµα µε περιστασιακά υψηλά φορτία.

Η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύµατος πρέπει να έχει την ικανότητα να εξυπηρετεί τη µέγιστη ζήτηση φορτίου και να παραµένει σε χαµηλά επίπεδα κατά τη διάρκεια χαµηλής ζήτησης.

Τα ηλεκτρικά οχήµατα που είναι συνδεδεµένα στο δίκτυο για φόρτιση κατά τις ώρες αιχµής επιδεινώνουν την κατάσταση. Το ηλεκτρικό δίκτυο υποφέρει για να καλύψει τη ζήτηση. Έχουµε ποτέ βιώσει ή ακούσει για προβλήµατα στο ηλεκτρικό δίκτυο λόγω φόρτισης ηλεκτρικών αυτοκινήτων;

Πώς η µέγιστη ζήτηση επηρεάζει το ηλεκτρικό δίκτυο;
Κατά τη µέγιστη ζήτηση αυξάνεται το ρεύµα στα ηλεκτροφόρα καλώδια. Οι απώλειες στον µετασχηµατιστή και τη γραµµή παροχής αυξάνονται και µαζί τους αυξάνεται η πτώση τάσης στη γραµµή παροχής.

Με δυο λόγια η συνολική τάση δικτύου µειώνεται σε ώρα αιχµής και µαζί του µειώνεται ο συντελεστής ισχύος, οδηγώντας σε υψηλή ζήτηση ενέργειας στους σταθµούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα τα δίκτυα του ηλεκτρικού ρεύµατος να υποφέρουν για να καλύψουν την υψηλή ζήτηση ενέργειας που προκύπτει µόνο κατά τις ώρες αιχµής.

Η φόρτιση του ηλεκτρικού οχήµατος στις ώρες αιχµής αυξάνει σηµαντικά το φορτίο στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό επιβαρύνει τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας παραγωγής ρεύµατος, οι οποίες πρέπει να διατηρήσουν την ισχύ παραγωγής τους σε αδράνεια κατά τη χαµηλή ζήτηση και να ξεκινήσουν κατά τη διάρκεια υψηλής ζήτησης.

Αυτή η ανεξέλεγκτη κατανοµή φόρτισης των ηλεκτρικών οχηµάτων, υπερφορτώνει τους µετασχηµατιστές, προκαλώντας θερµικές απώλειες και µείωση της διάρκειας ζωής των εξαρτηµάτων τους. Τέλος, η ποιότητα ισχύος (τάση, συχνότητα και κυµατοµορφή) επηρεάζεται από τη φόρτιση του ηλεκτρικού οχήµατος.

Πρόκληση συµφόρησης στα ηλεκτροφόρα καλώδια
Σε µια περιοχή όπου ο αριθµός των ηλεκτρικών οχηµάτων είναι µεγάλος θα υπάρξει αύξηση της τοπική ζήτησης ενέργειας, µε αποτέλεσµα οι γραµµές µετάδοσης ισχύος να αντιµετωπίζουν µεγάλη πίεση και να προκληθούν προβλήµατα στην φόρτιση του ηλεκτρικού αυτοκινήτου στο ηλεκτρικό δίκτυο. Άλλοι τύποι εγκαταστάσεων φόρτισης επίσης προκαλούν προβλήµατα στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Πώς θα επηρεάσουν οι δηµόσιοι σταθµοί φόρτισης το δίκτυο;
Αυτό θα ήταν επίσης ένα ακανόνιστο φορτίο στο δίκτυο. Τα ηλεκτρικά οχήµατα είναι υψηλά φορτία συνδεδεµένα στο δίκτυο κατά τη φόρτιση.

Εάν 5 οχήµατα συνδέονται ταυτόχρονα στον σταθµό φόρτισης, προφανώς αυξάνεται η ζήτηση από το δίκτυο. Τι γίνεται αν δεν είναι συνδεδεµένα; Το φορτίο θα ήταν µικρότερο. Έχοντας υπόψη την αναµενόµενη µαζική φόρτιση ηλεκτρικών οχηµάτων, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας δεν θα προγραµµατίζεται µε συνέπεια σε αυτήν την περίπτωση.

Ο αντίκτυπος του ηλεκτρικού οχήµατος στο ηλεκτρικό δίκτυο θα ήταν πιο αρνητικός εάν το όχηµα φορτίζει στις ώρες αιχµής. Τελικά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα επηρεάζουν µόνον αρνητικά το ηλεκτρικό δίκτυο; Όχι, απαραίτητα αφού µπορούν να κάνουν κάτι θετικό για να ενισχύσουν το δίκτυο εάν η διαχείριση της φόρτισης τους είναι σωστή.

Ισορροπία φορτίου µε ηλεκτρικό όχηµα
Ο αντίκτυπος των ηλεκτρικών σταθµών στο ηλεκτρικό δίκτυο µπορεί επίσης να είναι θετικός! Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι µεγάλα φορτία συνδεδεµένα στο δίκτυο. Όπως έχουµε δει στην καµπύλη φορτίου, τα ηλεκτρικά φορτία δεν κατανέµονται πάντα οµοιόµορφα και η παραγωγή ενέργειας ακολουθεί αυτήν τη µορφή.

Όµως τα δίκτυα ηλεκτρικού ρεύµατος αντιµετωπίζουν µια µη ισορροπηµένη παραγωγή ενέργειας και το µεγαλύτερο µέρος της χωρητικότητας στη µονάδα του χρόνου, διατηρείται ως δεσµευµένη.

Εάν ένα ηλεκτρικό όχηµα φορτίζει σε ώρες εκτός αιχµής (το οποίο δεν αποτελεί προσθήκη στο φορτίο αιχµής) πόσο ευτυχές θα είναι το δίκτυο διανοµής ηλεκτρικού ρεύµατος!.

Ένα ηλεκτρικό δίκτυο που να µπορεί να ελέγξει τη ζήτηση ενέργειας από τον πελάτη µπορεί να επιβάλλει τιµολόγιο χρόνου χρήσης. Υψηλό κόστος στις ώρες αιχµής και χαµηλό κόστος στις ώρες εκτός αιχµής.

Ας κάνουµε κάποιες πιο προωθηµένες σκέψεις
Τι γίνεται αν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο µπορεί να τροφοδοτήσει µε ηλεκτρικό ρεύµα το ηλεκτρικό δίκτυο;
Εάν ένα ηλεκτρικό όχηµα µπορεί να παρέχει ενέργεια στο δίκτυο κατά τον χρόνο µέγιστης φόρτισης, αντί να αντλεί ενέργεια, ο συντελεστής φορτίου µπορεί να µειωθεί.

Έτσι, οι απώλειες, η πτώση τάσης, η υψηλή πίεση στον σταθµό παραγωγής και άλλα µειονεκτήµατα του φορτίου αιχµής, µπορούν να ελαχιστοποιηθούν αποτελεσµατικά.

Τα πλεονεκτήµατα του εκµηδενισµού των αιχµών φορτίου και της γραµµικής µορφής του φορτίου καθιστούν τα δίκτυα παροχής ρεύµατος ικανά για την προώθηση προγραµµατισµένης φόρτισης ηλεκτρικών οχηµάτων (ώρες εκτός αιχµής).

Ένας αµφίδροµος µετατροπέας για ροή ενέργειας από και προς τον συσσωρευτή του οχήµατος είναι απαραίτητος για να καταστεί εφικτός ο εκµηδενισµός των αιχµών κατανάλωσης φορτίου.

Η ιδέα δεν είναι άλλη παρά: Από το Όχηµα προς το Δίκτυο ( Vehicle to Grid – V2G). Αλλά ποιος συνδέει ένα όχηµα µε την πρίζα εκτός εάν πρέπει να φορτίσει ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο;

Απαιτούνται κίνητρα για την εφαρµογή και την επιτυχία της τεχνολογίας V2G. Ένας ιδιοκτήτης ηλεκτρικού αυτοκινήτου, συνδέει το βράδυ το όχηµά του στο σύστηµα φόρτισης στο σπίτι, για να το φορτίσει πλήρως µέχρι το επόµενο πρωί.

Όµως ένα όχηµα δεν θέλει περισσότερες από 12 ώρες για να φορτίσει πλήρως τον συσσωρευτή του. Εποµένως, είναι δυνατόν να αντλήσουµε ενέργεια από τον συσσωρευτή του κατά την ώρα αιχµής και να τον φορτίσουµε σε ώρες εκτός αιχµής.Το V2G είναι δυνατό και µπορεί να βοηθήσει το δίκτυο παροχής ρεύµατος καθώς και τον ιδιοκτήτη αυτοκινήτου!.

Συµπέρασµα
Τα ηλεκτρικά οχήµατα επηρεάζουν το ηλεκτρικό δίκτυο κατά τη φόρτιση. Η ανεξέλεγκτη φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων επηρεάζει σηµαντικά την ποιότητα ισχύος του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας.

Μια καλά διαχειριζόµενη αµφίδροµη φόρτιση του ηλεκτρικού οχήµατος µπορεί να µειώσει την αρνητική επίδραση του ηλεκτρικού οχήµατος στο ηλεκτρικό δίκτυο, πράγµα απαραίτητο καθώς αυξάνεται ο αριθµός των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.

Η επίδραση του ηλεκτρικού οχήµατος στο ηλεκτρικό δίκτυο θα στραφεί προς τη σταθεροποίηση του συστήµατος παροχής ρεύµατος.

Η φόρτιση ηλεκτρικού αυτοκινήτου που έχει προγραµµατιστεί µε τέτοιο τρόπο ώστε να υποστηρίζει το δίκτυο κατά τις ώρες αιχµής ως µικρογεννήτρια και ως φορτίο σε ώρες εκτός αιχµής είναι πραγµατικά χρήσιµη για το δίκτυο διανοµής ηλεκτρικού ρεύµατος.

www.infoservice.com.gr

Facebook

Twitter