Rola magazynowania energii w rozwoju elektromobilności

Strona główna Energetyka, OZE Rola magazynowania energii w rozwoju elektromobilności

Partnerzy portalu

Rola magazynowania energii w rozwoju elektromobilności - ZielonaGospodarka.pl
Fot. Elmech-ASE

Transformacja energetyczna to proces, który systemowo dotyczy wszystkich sektorów gospodarki, firm i osób fizycznych. Jednym z jej elementów jest rozwój elektromobilności, który w ostatnim czasie zdecydowanie przyspieszył na świecie, ale także w Polsce. Po polskich drogach jeździ już ponad 40 tys. samochodów z napędem elektrycznym. Jednak jak poradzą sobie sieci przesyłowe przy milionie samochodów i jak ważną rolę będą pełnić magazyny energii?

Polska elektromobilność w liczbach

W styczniu 2022 roku Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych i Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego opublikowali raport statystyczny nazwany „Licznikiem elektromobilności”. W dokładny i rzetelny sposób podsumowuje on rozwój elektromobilności w Polsce. Co cieszy, to fakt, że liczba „elektryków” w 2021 roku wzrosła o 120% w porównaniu do roku 2020. Wynik cieszy i napawa optymizmem, jednak z drugiej strony, kiedy spojrzymy na liczbę ogólnodostępnych punktów ładowania sytuacja wygląda słabiej.

Licznik podaje, że na koniec stycznia 2022 roku liczba ładowarek to 1992, a jedynie 600 z nich to ładowarki DC, czyli tzw. szybkie. Pozostałe to stacje ładowania AC o mocy maksymalnej 22 kW lub niższej. W ciągu ostatniego roku przybyło łącznie ok. 600 ładowarek, co stanowi ok. 50% wzrost. Porównując to do 100% wzrostu liczby EV widzimy znaczne dysproporcje we wzroście liczby pojazdów i  rozwoju infrastruktury, bez której nie mogą funkcjonować. Powyższe liczby pokazują, że na jedną stację ładowania przypada aż 20 samochodów.

Problemy infrastruktury i ich rozwiązanie

Polski rząd zakłada, że w 2025 roku po polskich drogach będzie się poruszało milion elektryków. Żeby się to udało i społeczeństwo chciało zamieniać spalinowe samochody na elektryczne potrzebny jest system wsparcia finansowego, który już działa w postaci programu „Mój Elektryk”, jednak nie mniej ważna jest rozbudowa infrastruktury stacji ładowania.

Realizacja zakładanego przez rząd planu wpłynie znacząco na zwiększenie zużycia energii elektrycznej. Największym wyzwaniem stojącym przed Krajowym Systemem Elektroenergetycznym będzie zwiększone zapotrzebowanie w szczytach, czyli czasie, kiedy zużycie energii jest największe. Sieci energetyczne, które w tym okresie są już wystarczająco eksploatowane będą dodatkowo obciążane mocą tysięcy ładowarek elektryków.

Kluczowym dla KSE będzie zbilansowanie poboru energii przez ładowarki i przesunięcie go w strefę tzw. „doliny nocnej”, a w tym znacząco rolę będą pełnić magazyny energii. Dystrybutorzy starając się zachęcić klientów do ładowania elektryków nocą ustalają niższe stawki na taryfy nocne, co ma pomóc odciążyć sieci przesyłowe w okresie szczytów zapotrzebowania. Jednak pomimo prób dziesiątki, a nawet setki tysięcy elektryków będzie ładowanych w czasie szczytów, co będzie niosło następujące konsekwencje dla użytkowników sieci:
- ograniczenie mocy zamówionej,
- możliwe zapady napięcia podczas szczytów obciążeń,
- brak gwarancji stabilnego zasilania,
- wysokie koszty zakupu energii, które przekładają się na wysokie ceny ładowania,
- częste przeciążenia sieci przesyłowych skutkujące coraz częstszymi awariami.

Rozwiązaniem ograniczeń technicznych jest wyposażanie obiektów w stacje ładowania zasilanych przez magazyn energii. Taki duet rozwiązuje powyższe problemy w przypadku firm, obiektów użyteczności publicznej i sieci przesyłowych. Magazyny energii pozwalają w łatwiejszy i efektywniejszy sposób bilansować obciążenie sieci przesyłowych, a dla odbiorców oznaczają możliwość instalacji ładowarki bez obaw o zapady napięcia i niską moc zamówioną.


Gospodarka Morska
Uproszczony schemat magazynu energii z fotowoltaiką i ładowarkami samochodowymi


Magazyn energii dla elektromobilności

Podstawowym rozwiązaniem dla obiektu z zainstalowaną stacją ładowania DC jest magazyn energii o mocy 250 kW i pojemności 460 kWh. Magazyn energii o takich parametrach jest w stanie zapewnić stałe i stabilne źródło zasilania dla ładowarki o mocy 150kW niezależnie od przerw w dostawach energii z sieci zakładu energetycznego czy zapadów napięcia, a dodatkowo naładuje:
- 3 samochody klasy premium,
- 5 samochodów klasy średniej,
- 8 samochodów miejskich typu Skoda Citigo.

Ponadto, magazyn będzie kumulował energię z OZE np. z fotowoltaiki i stanie się skutecznym źródłem zasilania dla całego obiektu. Co najważniejsze, będzie optymalizował koszt zakupu energii elektrycznej zużywanej przez odbiorcę i ograniczał koszty operacyjne.

Najefektywniejszy i najszybszy sposób ładowania samochodu elektrycznego to uzupełnianie baterii w zakresie 10-80% jej naładowania. Dzieje się tak, ponieważ w tym zakresie system BMS dopuszcza ładowanie maksymalną mocą. Od stopnia naładowania 80% moc i natężenie prądu ładowania maleje, ponieważ bateria się balansuje, a czas naładowania ostatnich 20% pojemności baterii znacznie wzrasta, co przekłada się na wyższe koszty. Jest to najtańsza i najszybsza forma ładowania dla użytkowników elektryków.

Magazyn energii dla firmy

Powszechnym miejscem obecności stacji ładowania stają się przedsiębiorstwa, które coraz częściej decydują się na wymianę floty na elektryczną. Jednak dobór magazynu energii pod względem mocy
i pojemności będzie zależał od zapotrzebowania obiektu i zainstalowanej w nim stacji ładowania.

Magazyn energii Elmech-ASE w pierwszej kolejności przyniesie przedsiębiorcom znaczne korzyści ekonomiczne przez obniżenie kosztów zakupu energii elektrycznej. Inteligentne zarządzenie energią pozwoli na jej zakup w niższej cenie w nocy, a wykorzystanie w ciągu dnia do ładowania samochodów i na potrzeby konsumpcyjne obiektu.

Dodatkowo, jeśli firma zdecyduje się na zamontowanie systemu magazyn energii z fotowoltaiką to ceny zakupu energii będą jeszcze niższe, a przedsiębiorstwo zdecydowanie zwiększy swoją niezależność energetyczną od sieci energetycznej. Magazyn energii Elmech-ASE pomoże obniżyć koszt zakupu energii elektrycznej nawet o 30% miesięcznie, co w skali roku znacznie zmniejszy koszty operacyjne przedsiębiorstwa. Równie ważne będzie zmniejszenie śladu węglowego przedsiębiorstwa przez wprowadzenie floty samochodów elektrycznych i korzystanie OZE, a efekt zostanie zmaksymalizowany przez magazyn energii, który zmagazynuje nadwyżki produkcji energii.

Magazyn energii Elmech-ASE poprawia jakość energii

Odbiorca będzie w stanie wygenerować dodatkowy zysk dzięki filtrowi aktywnemu, który poprawia jakość energii elektrycznej. Nadążna kompensacja mocy biernej i wyższych harmonicznych jest dodatkową oszczędnością. Za wykonywanie obu funkcji odpowiada moduł zarządzania energią, którym jest sprawdzony i zmodernizowany filtr aktywny Xinus.

Częstym problemem przy instalacji ładowarek samochodowych jest ograniczona moc zamówiona i brak możliwości jej zwiększenia. Wtedy korzystanie z ładowarek wiąże się z regularnym przekraczaniem dozwolonej wartości, co kończy się nakładaniem dodatkowych opłat, które w tej sytuacji będą regularne i zapewne wysokie. Magazyn energii pełni rolę „strażnika mocy”, czyli pilnuje, żeby pobór mocy z sieci zakładu energetycznego nie był wyższy niż wartość zamówiona, eliminując dodatkowe koszty. W tej sytuacji salon zyskuje podwójnie, ponieważ rozwiązuje problem niskiej mocy przyłączeniowej i dodatkowych kosztów związanych z korzystania ze stacji ładowania.

Magazyny energii w strategii rozwoju elektromobilności

Obecnie wielu naukowców widzi naturalne powiązanie pomiędzy elektromobilnością a magazynami na wielu płaszczyznach w tym: technologicznej, finansowej, ekologicznej czy infrastrukturalnej. Czy Polska zdaje egzamin z elektromobilności? Obecnie trudno to określić, gdyż liczba elektryków jest stosunkowo niska. Odpowiedź na to pytanie poznamy, kiedy po polskich drogach będą jeździć setki tysięcy samochodów „na wtyczkę”. Jednak wtedy, stabilne funkcjonowanie sieci energetycznych i zapewnienie dostaw energii do przedsiębiorstw będzie zależne od liczby magazynów energii, które znacząco podniosą bezpieczeństwo oraz sprawność całego systemu, a także pomogą w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych do atmosfery.

Partnerzy portalu

ase_390x150_2022

Surowce

 Ropa brent 64,38 $ baryłka  0,00% 21:58
 Cyna 20602,00 $ tona -1,31% 29 wrz
 Cynk 3014,00 $ tona 6,54% 29 wrz
 Aluminium 2260,00 $ tona 8,71% 29 wrz
 Pallad 2680,00 $ uncja  0,00% 21:57
 Platyna 1191,10 $ uncja  0,00% 21:59
 Srebro 25,11 $ uncja  0,00% 21:59
 Złoto 1731,30 $ uncja  0,00% 21:59

Dziękujemy za wysłane grafiki.