Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Wprowadzenie do systemów ładowania pojazdów elektrycznych

Selected issues concerning the electric vehicle charging systems
Na zdjęciu: przykład procesu ładowania akumulatorów w samochodach napędzanych na prąd elektryczny z gniazd sieciowych w punkcie ładowania (Salon Sobiesław Zasada Warszawa)
Na zdjęciu: przykład procesu ładowania akumulatorów w samochodach napędzanych na prąd elektryczny z gniazd sieciowych w punkcie ładowania (Salon Sobiesław Zasada Warszawa)
Fot. J. Sawicki

Samochody elektryczne znane są już od ponad 100 lat. Jednak z uwagi na ograniczone możliwości magazynowania energii przez wiele lat silniki elektryczne były stosowane do napędzania pojazdów w ograniczonym zakresie. Dopiero od kilku lat technologia ta jest wdrażana do masowej produkcji obok rozwiązań hybrydowych. Jest bowiem możliwe magazynowanie energii w akumulatorach litowo-jonowych, zapewniające przejechanie nawet 200 kilometrów [1, 2]. Jako zaletę elektrycznego samochodu można podać bardzo duży moment obrotowy silnika elektrycznego, który umożliwi nam zastosowanie tego typu napędu w autobusach miejskich i ciężarówkach wjeżdżających do zabytkowych centrów miast także pod bardzo dużym nachyleniem.

W artykule:

• Rozwój akumulatorów
• Rozwój elektromobilności w Polsce
• Wdrożone standardy
• Ładowanie bezprzewodowe

Rozwój akumulatorów

W kolejnych latach należy oczekiwać zarówno spadku cen, jak i znacznego postępu technologicznego w obszarze akumulatorów do pojazdów elektrycznych (EV) – wynika to z analizy Frost & Sullivan, która podsumowuje najważniejsze trendy na światowym rynku baterii do EV. Baterie litowo-jonowe, mimo wielu zalet, z powodu wysokich kosztów zakupu i stosunkowo ograniczonej wydajności nie są idealnym rozwiązaniem. Według różnych szacunków, baterie odpowiadają dziś za znaczną część ceny przeciętnego samochodu elektrycznego i sprawiają, że EV są zazwyczaj znacznie droższe od swoich spalinowych odpowiedników. Przewiduje się, że do 2020 r. ceny baterii spadną o ponad 40% względem poziomu obecnego. W konsekwencji samochody elektryczne będą stopniowo tanieć i zyskiwać na popularności wśród kierowców [3].

Prawdziwy przełom nastąpi jednak wraz z komercjalizacją baterii ze stałym elektrolitem, który jest bezpieczniejszy i znacznie wydajniejszy niż akumulatory litowo-jonowe. Według zapowiedzi niektórych producentów, baterie tego rodzaju zapewnią 2,5 razy większą gęstość energii i zwiększą zasięg samochodów elektrycznych do nawet 800 km na jednym ładowaniu. Ich produkcja na skalę masową rozpocznie się w ciągu najbliższej dekady. Prace nad bateriami ze stałym elektrolitem prowadzą obecnie zarówno szerzej nieznane start upy, jak i wielkie koncerny motoryzacyjne z BMW i Toyotą na czele [3].

Rozwój elektromobilności w Polsce

Decyzją nr 1 z dnia 30 marca 2017 r. Przewodniczący Komitetu Ekonomicznego Rady Ministrów powołał Zespół zadaniowy do spraw „Programu Rozwoju Elektromobilności”. Do najważniejszych zadań Zespołu należy m.in. przygotowanie i wypracowanie koncepcji rozwoju elektromobilności w Polsce oraz realizacja i koordynacja projektów w ramach Programu E-bus i E-car [4]. Rządowy program rozwoju elektromobilności to liczne wyzwania ekonomiczne wynikające z kosztów projektów i dotacji do pojazdów elektrycznych. Należy również uwzględnić wyzwania techniczne związane z modernizacją i rozbudową sieci energetycznej oraz konieczność pokrycia zwiększonego zapotrzebowania na energię i moc z jednostek wytwórczych [1].

Widok ekranu informującego o przebiegu procesu ładowania samochodu energią elektryczną z dystrybutora na stacji ładowania zasilanej z instalacji fotowoltaicznej (Niemcy); fot. archiwum autora (K. Kuczyński)
Proces ładowania samochodu energią elektryczną z dystrybutora na stacji ładowania zasilanej z instalacji fotowoltaicznej (Niemcy); fot. JT
Parkingowy uliczny dystrybutor ładowania akumulatorów w samochodach napędzanych energią elektryczną (Lwów, ul. Strzelców Siczowych); fot. J. Sawicki) 
Powyżej: widok na parkingową uliczną stację ładowania samochodów elektrycznych.
Poniżej: ładowanie samochodu elektrycznego z parkingowej stacji (Lwów, ul. Strzelców Siczowych); fot. J. Sawicki)

W polskim transporcie publicznym pojawiają się pojazdy o napędzie elektrycznym, to jednak nadal są to ilości znikome. Liderem jest Warszawa z dziesięcioma autobusami, i Kraków – który testuje 4 takie pojazdy, testy odbywają się też w Jaworznie, Lublinie i Rzeszowie. Z jednej strony skala ich produkcji jest mniejsza z drugiej strony ułatwieniem jest to, że pojazdy poruszają się po stosunkowo niewielkim obszarze – najczęściej w granicach jednego miasta. W ten sposób dużo łatwiej rozwiązać problem związany z infrastrukturą do ładowania oraz niezbędną dodatkową mocą pobieraną z sieci elektroenergetycznej [1].

W Polsce według różnych szacunków znajduje się ponad 300 stacji ładowania samochodów elektrycznych. Przykładowo we Wrocławiu powstał Wrocławski System Ładowania Pojazdów Elektrycznych z 10 stacjami ładowania samochodów elektrycznych. Rozwój stacji ładowania stanowi bardzo duże wyzwanie. Koszt budowy powolnego punktu ładowania wynosi od 16 do 70 tys. zł, a w przypadku tzw. szybkiego punktu ładowania jest to już od 60 tys. do 200 tys. zł [1].

W przypadku autobusów komunikacji miejskiej wyróżnia się dwa sposoby ładowania [1]:

  • ładowanie średniej mocy (20–200 kW), typowo w zajezdni z interfejsem ładowania w postaci wtyczki combo 2 lub pantografu,
  • ładowanie dużej mocy (150–450 kW), typowo na pętli autobusowej z interfejsem ładowania w postaci pantografu.

Ładowanie autobusów komunikacji miejskiej przy użyciu pantografu zwykłego lub odwróconego jest najczęściej zautomatyzowane. Ładowanie wtyczką combo 2 wymaga ręcznego podłączenia jej do źródła zasilania. Warto odnotować, że ładowarki miejskie o wysokiej mocy zmniejszają potrzebę na duże baterie w e-autobusie [1]. Wskazane jest ponadto, aby stacje ładowania, zarówno miejskie, jak i zajezdniowe, były wielowyjściowe, co pozwoli ograniczać koszty ich wdrożenia oraz koszty eksploatacyjne. Natomiast z ekonomicznego punktu widzenia – im wyższa moc ładowania, tym niższa cena stacji ładowania przypadająca na 1 kW, ale tym wyższa cena podłączenia do sieci energetycznej.

Ładowanie odbywać się może z wykorzystaniem sieci niskiego napięcia, sieci średniego napięcia z transformatorem SN/nn lub z sieci trakcyjnej np. tramwajowej. Koszt zakupu infrastruktury do ładowania autobusów komunikacji miejskiej szacowany jest na około 1300–1800 zł/1 kW [1]. Przy czym dodatkowy koszt związany z kosztem instalacji infrastruktury (sieć niskiego napięcia) to około 200–500 zł/1 kW oraz 800–1500 zł/1 kW (sieć średniego napięcia). Autobusy 12-metrowe mogą być wyposażone, w zależności od przeznaczenia, w akumulatory o pojemności od 80 do 400 kWh. Autobusy przegubowe 18-metrowe wykorzystują w zależności od przeznaczenia akumulatory o pojemności od 120 do 600 kWh [1].

Czytaj też: Stacje ładowania źródeł energii pojazdów elektrycznych >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[elektromobilność, stacja ładowania, pojazd elektryczny, samochód elektryczny, baterie litowo-jonowe, ładowanie bezprzewodowe, samochód elektryczny]

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 6/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Potrzebujesz pomocy przy projektowaniu instalacji elektrycznych? Skorzystaj!

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Materiały do przygotowania projektu elektrycznego Rola miedzi w energetyce słonecznej
Nowoczesne systemy napędowe i pozycjonowania wymagają zastosowania rozwiązania zapewniającego absolutne wykrywanie w czasie rzeczywistym bieżącej pozycji(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Zobacz nowe funkcje kamer termowizyjnych »

Kamera termowizyjna przy badaniu sieci elektrycznej Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można uniknąć poważnych awarii, nadmiernych strat energii i w najgorszym wypadku (...) czytam dalej »


Sposoby oznaczania kabli i przewodów»

Zobacz jakie nowośći pokazano na Targach Energetab 2018 »

Oznaczanie kabli przewodów i urządzeń Enegetab targi 2018
Jak trwale i czytelnie oznaczyć kable, przewody i urządzenia w sieci elektrycznej, żeby potem łatwo (...) czytam dalej » Przed nami 31. edycja targów ENERGETAB 2018. Przez kolejne trzy dni będą spotykać się czołowi przedstawiciele sektora elektroenergetycznego i poznawać najnowsze rozwiązania (...) czytam dalej »

Projektuj za pomocą bezpiecznej i niezawodnej aparatury łączeniowej »
Projektowanie z aparaturą łączeniową

Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków... czytam dalej »


Jak sprawdzić gdzie mogą nastąpić awarie w urządzeniach elektrycznych»

Pierwszy oscyloskop klasy średniej z pasmem 8 GHz i prędkością próbkowania 25 GS/s jednocześnie na wszystkich 4 kanałach»

Diagnozowanie urządzeń elektrycznych Oscyloskop klasy średniej
Wykrycie elementu przegrzanego i prawidłowa klasyfikacja zagrożenia w zależności od obciążenia prądowego i przyrostu temperatury – to typowe zadania ... czytam dalej » Tektronix oferuje jeszcze większą prędkość próbkowania oraz najniższy poziom szumów zapewniając najwyższą wiarygodność pomiaru dzięki MSO serii 6 Mixed Signal Oscilloscope (...) czytam dalej »

Bezpłatne ebooki dla elektryków i nie tylko !
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Darmowe ebooki i poradniki: projektowanie, budowa, osprzęt... (...) czytam dalej »


Jak w czasie rzeczywistym monitorować pobór mocy i jakość dostarczanej energii?

Projektowanie i wykonawstwo instalacji elektrycznych średnio- i niskonapięciowych»

Monitoring poboru mocy Prąd budowlany - skąd czerpać?
Jak pozyskiwać, gromadzić, przetwarzać oraz archiwizować dane o poborze energii, jej rozpływie, wielkość mocy czynnej i biernej, a także... czytam dalej » Zasoby materialne w dziedzinie projektowania nowoczesnych (pod względem technicznym) konstrukcji i technologii oraz wykonywania niezbędnego oprzyrządowania zadaniowego do realizacji produkcji podstawowej i usług oraz planowanych prac modernizacyjnych i (...) czytam dalej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne urządzenia rozdzielcze zwiększające bezpieczeństwo pracy
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Essentra Components Essentra Components
Essentra plc jest spółką notowaną w indeksie FTSE 250 i wiodącym międzynarodowym dostawcą specjalistycznych produktów i rozwiązań ....
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl