Entuziasmul din ce în ce mai mare pentru vehiculele electrice al producătorilor de automobile, consumatorilor și autorităților este de bun augur pentru creșterea numărului acestora în următorii ani. Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie, în ciuda pandemiei, vânzările de vehicule electrice au avut anul trecut un an record. Agenția estimează că „vânzările de mașini electrice la nivel mondial au depășit 3 milioane [de unități]” reprezentând o creștere de 40% față de 2019. Creșterea interesului pentru vehiculele electrice nu prezintă semne de încetinire. Unii producători de automobile, precum Volvo și General Motors, au anunțat că vor produce doar vehicule electrice până în 2030, respectiv 2035.
Vehiculele electrice pot contribui la echilibrarea rețelei de energie electrică?
Valul de creștere a numărului vehiculelor electrice va determina reacția distribuitorilor de a compensa creșterea cererii de energie electrică. În plus, adoptarea pe scară largă a vehiculelor electrice poate prezenta, de asemenea, oportunități de investiții în capital și tehnologie pentru gestionarea integrării vehiculelor electrice și pentru a facilita participarea lor ca o resursă de echilibrare a sistemului de distribuție a energiei.
La nivel mondial există deja companii de utilități care identifică proprietarii de vehicule electrice care încarcă acasă, ceea ce este cheia sarcinii complexe de gestionare a rețelei de energie electrică. În Statele Unite, dezechilibrele acute ale cererii și ofertei cauzate de fenomene meteorologice extreme sau de variabilitatea energiei regenerabile stimulează și mai mult interesul pentru programele Vehicle-to-Grid (V2G), prin care proprietarii de vehicule electrice sau un terț agregator pot furniza servicii de rețea prin modularea ratelor de încărcare pentru un număr mare de stații de încărcare sau chiar tratând vehiculele electrice drept resurse dispecerizabile de stocare a energiei pentru rețeaua publică. Interesul pentru vehicule electrice și potențialul lor ca sursă de stocare a energiei au determinat Comisia Federală de Reglementare în Energie (FERC) din SUA să inițieze un studiu pe această temă. Scopul este de a analiza agregarea într-un mod gestionabil a resurselor de energie distribuite (DER), inclusiv a vehiculelor electrice (EV), astfel încât operatorii de rețele să poată calcula cum și când se livrează energie înapoi în sistemul energetic. Tehnologia care poate face EV-urile o forță dinamică în echilibrarea energiei există. Următorul pas este atingerea masei critice în colectarea și analiza datelor pentru a stabili modul de control și distribuire a acestor resurse de energie.
Sunt pregătite companiile de distribuție?
Extinderea și modernizarea infrastructurii de distribuție a rețelei de energie electrică pentru a putea prelua capacitatea suplimentară necesară încărcării vehiculelor electrice este mai ușor de spus decât de făcut și, ca atare, companiile de distribuție ar trebui să fie prudente în ceea ce privește efectuarea investițiilor necesare, chiar dacă viitorul bate la ușă. Întrucât cererea de energie din rețeaua publică se poate schimba rapid în moduri neprevăzute anterior, predicțiile sunt o întreprindere dificilă, iar estimările inexacte pot duce la suprasolicitări ale infrastructurii sau, mai rău, la supraîncărcări ale echipamentelor, avarii sau întreruperi ale furnizării.
Un nou tip de consumator de energie care oferă un nou tip de serviciu de rețea
În timp ce companiile de distribuție trebuie să găsească soluții la problemele de infrastructură, apare o nouă clasă de consumatori – proprietarii de vehicule electrice, care ar putea atrage atenția distribuitorilor de energie electrică. Spre deosebire de majoritatea consumatorilor obișnuiți de energie electrică, proprietarii de vehicule electrice se adaptează în mod firesc nevoilor proprii de energie și ținerii sub control a costurilor, determinate parțial de „anxietatea autonomiei” – nevoia de a planifica opriri de reîncărcare înainte de a efectua călătorii pe distanțe mai lungi. Fie că sunt motivați de ideea de sustenabilitate, de reducerea costurilor sau doar de dorința de a fi „în trend”, proprietarii de vehicule electrice sunt mai predispuși să calculeze economiile de costuri și reducerea emisiilor de carbon pe care le realizează cu fiecare reîncărcare. Dacă dispun de o tehnologie de încărcare inteligentă, proprietarii de vehicule electrice sunt, de asemenea, mai predispuși să accepte programe care să ofere reduceri de preț pentru încărcarea în afara perioadelor de vârf de sarcină, având în vedere că majoritatea proprietarilor de vehicule electrice încarcă acasă și sunt în general mai flexibili în ceea ce privește momentul în care are loc efectiv încărcarea. Iar aceste programe pentru clienți nu trebuie să se adreseze doar proprietarilor de vehicule electrice care încarcă acasă. Întrucât încărcătoarele de nivel 2 și 3 sunt adesea echipate cu invertoare inteligente care pot ajusta tensiunea și rata de încărcare, chiar și utilizatorii de vehicule electrice care încarcă în trafic pot contribui la flexibilitatea rețelei de distribuție, acordând permisiunea unui agregator sau unui distribuitor de energie să accelereze ratele de încărcare sau ciclurile odată ce se atinge un prag minim de încărcare.
Fie că provine de la puncte de încărcare rezidențiale sau comerciale, această nouă formă de asigurare a flexibilității rețelei de energie electrică ar putea deveni deosebit de importantă pentru asigurarea stabilității rețelei, cu condiția ca încărcătoarele să poată reacționa la variațiile de frecvență sau de tensiune, asigurând astfel inerția sintetică necesară pentru menținerea stabilității rețelei. Companiile de distribuție ar putea considera vehiculele electrice conectate drept o sursă de energie stocată, cu rol de echilibrare a rețelei de alimentare cu energie electrică prin utilizarea unor sisteme de încărcare inteligente care să permită ajustarea automată la evenimentele din rețea. Chiar dacă nu se ia în calcul ca energia stocată în bateriile vehiculelor electrice să fie descărcată în rețea, încărcarea ar putea fi amânată, redusă sau reprogramată, ca reacție la supraîncărcarea rețelei electrice. În prezent, stațiile de încărcare rapidă limitează automat rata de încărcare atunci când ating un prag de sarcină setat, ar putea face cu ușurință același lucru în perioadele de suprasolicitare a rețelei de electricitate, precum și să redirecționeze vehiculele către stațiile cu capacitate disponibilă în timpul perioadelor de vârf de sarcină.
Inteligența artificială poate conduce la optimizarea încărcărilor vehiculelor electrice
Companiile de distribuție a energiei electrice ar trebui încurajate să analizeze locațiile punctelor de încărcare din rețeaua lor de distribuție și să exploreze oportunitatea achiziționării unor sisteme de încărcare inteligente și unor programe de control înainte de a face investiții în infrastructură. Odată ce au fost identificate zonele potențial critice, pot investi cu mai multă încredere în infrastructura fizică, cum ar fi stații, transformatoare, senzori și sisteme de automatizare, pentru a gestiona eventualele dezechilibre la nivelul rețelei de distribuție.
Companiile de distribuție a energiei electrice ar trebui, de asemenea, să actualizeze software-ul sistemului de gestionare a distribuției și infrastructura de date pentru a optimiza distribuția de energie și pentru a gestiona perioadele de vârf de sarcină, reducând în același timp impactul asupra calității și fiabilității energiei. Folosind date de infrastructură de măsurare avansată (AMI), sistemele moderne de gestionare a distribuției pot utiliza inteligența artificială pentru a detecta și gestiona punctele de încărcare a vehiculelor electrice. De exemplu, algoritmii de analiză pot recunoaște perioadele de încărcare a vehiculelor electrice prin analizarea consumului total de energie al unei locuințe, oferind un model digital realist, pentru orice moment al zilei, în ceea ce privește locurile și perioadele în care se desfășoară încărcarea vehiculelor electrice și cât de mare este impactul asupra consumului total de energie electrică. Înarmate cu date solide și analize bazate pe inteligență artificială, companiile de distribuție pot identifica zonele care necesită investiții în consolidarea și extinderea rețelei de distribuție. Și pot utiliza aceste date pentru a putea oferi clienților posibilitatea să încarce mai eficient și mai ieftin, în afara perioadelor de vârf de sarcină.
În condițiile actuale, când se comercializează din ce în ce mai multe vehicule electrice, companiile de distribuție a energiei electrice trebuie să fie pregătite…
