Effects and opportunities of supplying electric vehicles by public charging stations

Átírás

1 Effects and opportunities of supplying electric vehicles by public charging stations MEE Diplomaterv pályázat II. helyezett Vereczki György BME Villamos Energetika Tanszék Konzulensek: Prikler László BME Prof. Pavol Bauer TU Delft Budapest,

2 Problémakör elhelyezése E-mobilitás már ma készen áll a városi közlekedési igények kielégítésére európai utazások 80%-a kisebb 25km (IEA) budapesti átlag 24 km (ELMŰ) Hosszabb távú hatótávolság azonban jelentős mértékben korlátozott Megoldási alternatíva keresése 2

3 Témavázlat 1) Alapfogalmak és kiinduló adatok a) Közösségi töltőállomás b) Lehetséges technológiák c) Vizsgálat során használt elektromos autók száma 2) Töltőállomás méretezés főbb pontjai 3) Mit jelent a közösségi töltőállomások megjelenése szolgáltatói szemmel 3

4 Közösségi töltőállomás fogalma és száma Autópályák melletti benzinkútszerű elektromos töltőállomás Cél: autók hatótávolságának növelése Nagy teljesítmény (50kW) Hollandia lefedése 100db ilyen állomással (The New Motion) Előre meghatározott sugarú elhelyezkedés (~50km) Forrás: The New Motion 4

5 Felhasznált technológia DC Gyorstöltés 50 kw DC output gyorstöltő Kiszolgálási idő: 80km 11 perc 170km 26 perc Akkumulátor csere Egész akkumulátor cseréje Töltés időben eltolható Max. 50kW teljesítmény Fix kiszolgálási idő: 5 perc (ABB) (Better Place) Egy számítás során csak egy technológia! 5

6 Vizsgálathoz használt kiinduló adatok 2025-re prognosztizált elektromos autók száma Hollandiában Egyenletes eloszlást feltételezve Szükséges kiszolgáló egységek száma Egyes töltőállomásra jutó autók száma Közösségi töltőállomások száma /töltőállomás Teljesítményigény Koncentrált akkumulátor kapacitás 6

7 Töltőállomás méretezés főbb pontjai sorbanállási algoritmus lényege Méretezés a tömegkiszolgálásban már bevált módszerrel Méretezés a beérkezési maximumra Optimalizálás 10 perces maximális várakozásra 7

8 Szcenáriók és esetek 19 Különböző jármű hatótávolság szcenárió km DC gyorstöltés Absolut Worst Case Töltés a csúcsterhelés idején Akkumulátor maximális feltöltése DC gyorstöltés Average Peak Case Töltés a csúcsterhelés idején A hátralévő tervezett úthossztól függően nem feltétlenül a maximális energia töltése Akkumulátor cserés tech. Töltés a csúcsterhelés idején Nem szabályozott, nagy teljesítményű töltés Akkumulátor maximális feltöltése 19x3=57 eset (case) vizsgálata 8

9 Egy adott töltőállomás kiszolgáló egységeinek optimális száma 160km-es hatótávolság esetén 27 db 13 db párhuzamosan üzemelő 5 db töltő Absolut Worst Case: Lehető legnagyobb töltési igény Average Peak Case: Várható, általános töltési igény 9

10 Mit jelent ez szolgáltatói szemmel? I. Koncentrált teljesítményigény megjelenést 35MJ / liter 50liter 5 min 60 = 5.83MJ / s 5.83MW 160km-es hatótávolság esetén 27 db töltő 1467 kw 13 db töltő 707 kw 5 db töltő 272 kw 10

11 Mit jelent ez szolgáltatói szemmel? II. Akkumulátor cserés technológia esetén koncentrált tárolókapacitást (akkumulátor) (Better Place) Részvétel a hálózati szabályozásban: Éjszaki völgykisimítás "Többlet" megújuló energia eltárolása Frekvenciaszabályozás segítése (V2G) Koncentrált tárolókapacitás Tárolókapacitás töltőállomásonként több MWh nagyságrendben 11

12 Kitekintés Az említett technológiák és módszer felhasználásával legyőzhető a jelenleg még korlátozott hatótávolság A jövőben még gyorsabb töltőtechnológiák és nagyobb kapacitású akkumulátorok megjelenése várható Ajánlott irodalom: Harikumaran J., Vereczki Gy., Farkas Cs., Bauer P.: Comparison of Quick Charge Technologies for Electric Vehicle Introduction in Netherlands 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2012). Montreal, Canada,

13 Köszönöm a figyelmet! Papa! What is gasoline? The New Motion Kapcsolat: vereczki.gyorgy@sch.bme.hu 13