“慢充”技術能解決電動車充電的難題嗎?_風聞
TechEdge科技边界-2019-08-27 23:10
當前,全球各地的汽車製造商都在大力推進能夠快速為電動汽車充電的基礎網絡。但在歐洲,一些電力公司和電網運營商卻另闢蹊徑,測試起了更智能、更便宜的“慢充”技術。
對德國電動汽車充電行為進行的一項為期15個月的研究得出的結論是,廠家可以説服消費者接受較慢的隔夜充電,這有助於避免因電力需求激增或電網升級費用昂貴而造成的用電限制。
隨着各國政府逐漸禁止新的柴油和汽油汽車,即將上路的數百萬輛電動汽車被視為電力公司面臨的主要挑戰,尤其是在德國,該國正從核能和煤炭轉向風能和太陽能等不那麼穩定的能源。
不過,在富裕的斯圖加特郊區 Ostfildern-Ruit 進行的這項小規模研究有助於緩解一些電網運營商的擔憂,即太多的電動汽車在高峯時段充電可能導致網絡崩潰。
當地電網運營商 Netze BW 的工程師發現,所有參與試驗的家庭都願意讓他們的電動汽車通宵充電。
“自從有了這個項目的經驗之後,我們變得輕鬆多了。以前,我們可不敢想象,在未來,這樣一條街上的居民有一半擁有電動車。”Netze BW 工程師Selma Lossau説,他是該研究的項目經理。
儘管如此,由於電動汽車電池的續航能力目前有限,緩慢的通宵充電並不能解決如何説服司機完全放棄使用燃油汽車的問題。
由於沒有提供快速“加油”的快速充電站網絡,司機可能會對長途使用電動汽車持謹慎態度——這就是為什麼一些汽車製造商希望有大量的快速充電站,以鼓勵人們廣泛採用電動汽車。
目前,挪威在歐洲電動汽車市場居於領先地位,慢速或延遲充電已經被接受並帶動電動車銷售,那裏近50% 的新車銷售是新能源汽車。
但能源監管機構 NVE 的一項研究顯示,挪威在未來20年內將面臨110億克朗(約合12億美元)的高低壓電網、變電站和高壓變壓器費用,除非它能説服車主在下午高峯時間以外充電。
NVE説,如果汽車接受在晚上充電,那麼對這個擁有530萬人口的國家的投資成本可能降至40億克朗(約5.5億美元)左右,如果只在晚上充電,那麼投資成本可能接近於零。
NVE 目前正在制定一項收費方案,該方案將對高峯時段收費進行處罰。挪威電力公司 Tibber 承諾,如果你讓它決定你的汽車什麼時候充電,那麼將為電動汽車充電提供更便宜的電力,而 ZAPTEC 等公司則提供了根據可用電網容量調整充電的方法。
參加斯圖加特試驗的10户家庭中的一些人説,他們最初總是想繼續給電動車充的滿滿的,因為害怕電力耗盡,但很快就適應了離開電力公司,讓它在一夜之間按照自己認為合適的方式來處理這件事。
“一開始,我不想冒任何風險,為了感到安全,我經常充電。但隨着時間的推移,我改變了自己的看法,”退休校長Norbert Simianer説。他開過一輛雷諾 Zoe,“我漸漸習慣了電動車,在充電過程中也變得更加自在。”
Simianer和他的鄰居們得到了電動汽車和22千瓦的車庫掛壁式充電系統,還有街上的兩個充電點,都是免費的。
作交換,他們放棄了自己的普通汽車,允許德國公用事業公司 EnBW 的子公司 Netze BW 在夜間7個半小時的時間裏監控和執行一個延期的小型充電過程測試。
Lossau説,Netze BW 嘗試了各種選擇,要麼在最大22千瓦的功率下一輛接一輛地充電,要麼通過調整功率來延長單車的充電時間,或者將兩種方法結合起來。
在此期間,參與者可以使用應用程序檢查汽車電池的狀態,漸漸習慣了即時充電能力的缺乏,因為他們的汽車總是可以應付每天長達50公里(31英里)的通勤。
EnBW 表示,在試驗中,10個家庭中有9個家庭選擇保留車庫掛壁式充電系統,而且大多數家庭正在考慮租賃電動汽車。
當然,Lossau表示,監測10個家庭本身並不能提供“對整個德國負荷狀況得出結論的實證數據”。
她還表示,電動汽車、電網和消費者之間需要更好的雙向聯通,這樣系統才能大規模高效運行。
“電動汽車和電網之間必須有更多的信息交換,以實時更新加載狀態,否則,可能會對加載速度產生錯誤的判斷。”她説。
然而,開發所謂“車對網”(V2G)服務的公用事業公司正在努力説服一些汽車製造商使用能夠在電池和電網之間實現信息和電力雙向流動的技術。
汽車製造商,如大眾、戴姆勒和福特正在優先考慮單向快速充電,以克服消費者對電動汽車的抵制。
日本日產一直在V2G 技術中居於領導地位,德國寶馬也決定加入進來,寶馬錶示,汽車和電網之間的合作將是電動汽車面向大眾市場的關鍵。
一位寶馬發言人表示:“這是為了確保電動汽車有足夠的電力供應。同時,這些電動車不僅可以在最經濟的時候充電,還可以反向為電網提供電力,幫助平衡需求高峯。”
“然而,這要求在數據交換方面必須取得更多進展。”他説。
但總而言之,此次在德國的試驗還是燃起了人們的希望,即電網或許能夠應對電動汽車的湧入,尤其是如果消費者願意合作的話。
即使司機抵制通宵充電,電網軟件和設備供應商,如德國西門子也在尋找更安全、更有效的方法,來管理電力如何以及何時用於汽車充電。
例如,德國城市漢堡本月與西門子啓動了一個為期三年的試點項目,預先識別變壓器和電纜上的過載,並據此管理電動汽車充電點。
西門子數字電網(Siemens Digital Grid)專家Thomas Werner表示:“充電過程提供了很大的靈活性,通過延遲充電時間或減少提供的電壓,可以減少網絡上的過載。”
“這通過硬件和軟件的數字化以及通信技術來實現,”他説。
使用軟件來幫助保護老化的電力網絡不受可預測的電湧的影響,也可以避免德國170萬公里配電網部分地區昂貴的硬件升級。
由於目前德國只有不到10萬輛純電動汽車,過度需求造成停電的威脅不大。但是柏林交通部設想到2030年將有1000萬輛電動汽車上路。
全德國充電站的數量也只有21000個,這比去年增長了50% ,但仍然只是未來需求的一小部分。
Netze BW 的下一步是進行一個更復雜的測試。該公司考慮在農村地區進行一項研究。在農村地區,由於電纜需要更長的時間,因此要維持穩定的充電電壓是一項挑戰。
但這只是故事的一部分,Lossau表示,電力公司必須與汽車製造商加強合作,以填補知識空白,並交流信息,“只有我們從彼此那裏獲得更多數據,這種方法才能奏效。”