Aktualnie, gdy samochód elektryczny podłączony jest do sieci energetycznej, przez większość czasu jest w trybie ładowania akumulatorów, co oznacza iż pochłania on energię z sieci. Jednakże możliwym jest aby taki samochód działał w odwrotnym trybie i rozładowując się gdy to potrzebne dostarczał energii do sieci, działając jak bateria. Szereg niedawno przeprowadzonych badań, nad samochodami elektrycznymi ładowanymi z gniazdka, wykazały iż funkcjonowanie w ten sposób, to jest z przepływem energii z samochodu do sieci energetycznej, może wiązać się z istotnymi zaletami dla sieci energetycznej. Na przykład wykorzystać można baterie samochodów do przechowywania energii elektrycznej z źródeł odnawialnych, balansowania obciążeniem sieci etc.
A najnowszym z badań, dotykających tego tematu, naukowcy wykazali kolejne potencjalne zalety wykorzystania samochodów elektrycznych jako źródeł zasilania w sieci energetyczne: są one w stanie zapewnić stabilne działanie sieci przesyłowej w czasie poważnych zakłóceń. Zakłócenia o tej sile powodowane mogą być różnymi zdarzeniami, takimi jak na przykład nagłe zmiany obciążenia sieci lub awarie linii przesyłowych. Zdarzenia takie, mogą uszkodzić delikatne systemy zasilane z sieci, a jeśli nie usunie się uszkodzeń w szybkim czasie system energetyczny może nie odzyskać sprawności i stabilności działania.
Andrej Gajduk z Macedońskiej Akademii Nauk i Sztuk wraz z współpracownikami z innych ośrodków, opublikowali artykuł opisujący ich odkrycia w New Journal of Physics.
Jak tłumaczą naukowcy ostatnie stulecie było świadkiem powstania dwóch systemów konwersji energii: narzędzi elektrycznych i floty lekkich samochodów zasilanych prądem (samochodów osobowych, vanów i lekkich ciężarówek). Jakkolwiek oba te systemy rozwijane były niezależnie od siebie w pewnym momencie muszą się ze sobą zintegrować na jakimś poziomie. Zasadniczo rozpatrywać można samochody elektryczne jako przenośne systemy przechowywania energii elektrycznej. Sumaryczna pojemność baterii wszystkich samochodów elektrycznych w Stanach Zjednoczonych jest 24-krotnie większa niż pojemność sieci energetycznej. Szacuje się iż do roku 2020 1..2% wszystkich samochodów w USA będzie elektrycznych. Oferuje to niespotykane zalety z punktu widzenia sieci energetycznej, która zasadniczo nie dysponuje możliwościami przechowywania energii elektrycznej.
"Sieć energetyczna i samochody elektryczne są ze sobą niezwykle komplementarne; w szczególności z uwagi na to iż floty samochodów elektrycznych są w stanie zwiększyć stabilność działania sieci energetycznej, co jest problematyczne w dobie korzystania z odnawialnych źródeł energii elektrycznej, które zdominować mają w przyszłości ten przemysł" mówi współautor opisywanego studium profesor Ljupco Kocarev, pracujący na Uniwersytecie Świętych Cyryla i Metodego w Skopje oraz w na uniwersytecie w San Diego w USA.
Autorzy najnowszych badań opracowali strategię kontroli w których możliwe jest regulowanie, z wykorzystaniem samochodów elektrycznych podłączonych do gniazdek, zachowania sieci energetycznej i szybkie reagowania na zakłócenia jej pracy. W symulacji sieci energetycznej Nowej Anglii, 50 tysięcy samochodów elektrycznych (czyli 1% wszystkich samochodów w 2020 roku w tym rejonie) mogących wymieniać maksymalnie 10 kW z siecią w danej chwili.
Z wykorzystaniem dedykowanej, superszybkiej sieci ethernetowej o wysokiej przepustowości, samochody elektryczne podłączone do gniazdek mogą otrzymywać informacje z elektrowni w przeciągu 10..20 milisekund. Zwolnienie obrotów generatorów w elektrowni generuje sygnał iż zmniejsza się ilość dostępnej energii elektrycznej, zatem samochody elektryczne instruowane są aby przejść w tryb przekazywania energii do sieci, co pozwala im funkcjonować jak zapasowe generatory. Z kolei jeśli turbina kręci się zbyt szybko i generuje nadmierną ilość energii elektrycznej, wysyłana jest informacja o tym iż samochody mogą zużyć nadmiar dostępnej mocy. Aby system taki był efektywny, systemy ładowania samochodów muszą reagować szybko i precyzyjnie na stan sieci i elektrowni.
Rezultat przeprowadzonej symulacji pokazuje, iż samochody elektryczne poprawiają działanie sieci energetycznej na dwa sposoby. Po pierwsze ich obecność w sieci redukuje fluktuacje napięcia będące wynikiem zakłóceń aż o 80%. Po drugie są one w stanie wydłużyć czas na usunięcie awarii w elektrowni - jest to czas po którym nie da się bezproblemowo wznowić stabilnego działania sieci energetycznej o 20% do 40%. W ogólności powiedzieć można iż samochody elektryczne są w stanie stabilizować działanie sieci przesyłowej w ciągu sekund od wystąpienia awarii.
Samochody elektryczne zapewniają sieci przesyłowej istotne benefity, a jednocześnie działania te nie mają negatywnego wpływu na tan samochodów. Wynika to z faktu iż duże zakłócenia sieci są relatywnie rzadkie - występują nie więcej niż kilkaset razy rocznie. Co więcej, regulacja i stabilizacja sieci po takiej awarii trwa zaledwie kilka sekund, zatem efektywnie samochody nie odczuwają tego obciążenia gdyż jest ono minimalne.
Co ciekawe, naukowcy dostrzegli iż zwiększanie odsetka samochodów elektrycznych w symulacji poprawia stabilność sieci jedynie do poziomu około 4%. Powyżej tego nie obserwuje się wzrostu pozytywnego efektu w sieci, a po zwiększeniu odsetku samochodów elektrycznych do 7% wszystkich pojazdów dodatni efekt spada. Wynika to z faktu iż przy tak dużej ilości samochodów elektrycznych system stabilizacyjny o nie oparty ma skłonność o nadregulacji - pobierania lub oddawania zbyt dużej mocy z/do sieci. Rezultaty sugerują zatem iż jest limit tego na ile poprawić można stabilność działania sieci wykorzystując do tego pojazdy elektryczne. Naukowcy planują prowadzenie kolejnych symulacji i badań w przyszłości, aby precyzyjniej zbadać opisywane efekty.
"Moje plany na przyszłość obejmują opracowywanie i testowanie nowych strategii kontroli, a także opracowanie ram testowania i badania tak stałych jak i czasowo-rozdzielczych wpływów flot samochodów elektrycznych na sieć energetyczną" mówi Kocarev. "Wierzę, iż koncepcja samochodów oddających energię go sieci elektrycznej stanie się paradygmatem zapewniającym synergistyczne benefity i w dziedzinie transportu i w energetyce. Szereg implementacji systemów tego typu jest przewidziany do ukończenia w najbliższym czasie. Na przykład w 2015 roku planuje się skończenie implementacji opisywanego systemu w bazie Sił Powietrznych USA w Los Angeles".
Źródło:
http://phys.org/news/2014-11-electric-vehicles-stabilize-large-disturbances.html#jCp
Cool? Ranking DIY
