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電気自動車の流入により、グリッド計画の必要性が加速します

グリッドの信頼性について、PNNLの調査では、事前の計画とスマートEV充電戦略が、都市や公益事業者がダックカーブを滑らかにし、コストのかかる新しいインフラストラクチャを回避するのに役立つ可能性があることが示されています。

元々はパシフィックノースウェスト国立研究所(PNNL)で公開されました

By、Lynne Roeder、

ワシントン州リッチランド—電気自動車が登場—一斉に。地元の電力会社、グリッドプランナー、都市はどのように準備できますか?これは、米国エネルギー省のエネルギー効率および再生可能エネルギーの車両技術局のパシフィックノースウェスト国立研究所の研究者が主導した新しい研究で取り上げられた重要な質問です。

転換点がいつ発生するかは正確にはわかりませんが、急速充電車両の艦隊は、都市や公益事業者が電力インフラストラクチャを管理する方法を変えるでしょう」と、PNNLの電力インフラストラクチャグループの電気システムエンジニアであるMichaelKintner-Meyer氏は述べています。研究の筆頭著者。 「それは、いつかという問題ではありません。」

本日発表されたこの調査では、配達用の電気トラックや長距離輸送、スマートEV充電戦略など、これまで評価されていなかった複数の要素が統合されています。

輸送電化:準備はできていますか?、 PNNLの調査によると、2028年までに2400万台を超えるEVの成長は、米国西部のグリッドを圧迫し始める可能性があります。マイク・パーキンス| PNNL


輸送電化が近づいています

EV Hubによると、現在、米国では約150万台のEV(主に自動車とSUV)が走行中です。PNNLの研究者は、今後10年間で、米国西部の電力網の容量を、トラック、家庭や企業、輸送ルートの充電ステーションに接続します。

彼らの研究のために、著者は、Western Electricity Coordinating Council(WECC)からの将来のグリッド容量に関する入手可能な最良のデータを使用しました。分析の結果、発電所や送電線を増設せずにグリッドが対応できる最大EV負荷が明らかになりました。

幸いなことに、2028年までに、発電から送電までの電力システム全体は、最大2,400万EVまで健全に見えます。これは、米国の現在の小型トラックの交通量の約9%です。

しかし、約3,000万台のEVで、事態は悪化します。地方レベルでは、EVの採用数がさらに少ない場合に問題が発生する可能性があります。これは、1台の急速充電EVが最大50世帯の負荷を引き込む可能性があるためです。たとえば、袋小路のすべての家にEVがある場合、1つの電源変圧器で複数のEVの充電を同時に処理することはできません。

スマート充電戦略は、グリッドの負荷を管理し、ダックカーブを滑らかにするのに役立ちます。マイク・パーキンス| PNNL

ダックカーブを滑らかにする

レポートで詳しく説明されているように、現在のグリッド計画では、EVの大量流入を適切に考慮していません。その省略は、すでにストレスの多い状況、つまり恐ろしいダックカーブを悪化させます。

ダックカーブは、電力システムの負荷の24時間プロファイルであり、通常、太陽光発電(または太陽光発電)の屋根がたくさん設置されている地域で発生します。この曲線は、朝の適度な負荷、ソーラーユニットがグリッドに電力を供給する日中の低負荷、および人々が仕事から家に帰って太陽が沈む夜の高負荷に基づいています。

需要が急増すると、電圧が急落します。この激しい揺れは、照明スイッチのようにオンとオフを切り替えるように設計されていないシステム操作では困難です。また、夕方に充電するために接続するEVが増えると、ランプアップはさらに急になり、電力コストが上昇します。

調査によると、スマート充電戦略(朝と夕方のピーク時の充電を回避)は、需要のピークを滑らかにし、ダックカーブを埋めることができます。このアプローチには2つの利点があります。まず、日中は比較的クリーンな太陽光発電を利用します。また、太陽光発電が衰退し、他のソースが差を埋めるために作動する夕方の急な傾斜を減らすか、なくします。

もっともらしいシナリオは計画の必要性を強調します

チームはWECCデータから構築し、2028年のもっともらしいシナリオを開発およびモデル化しました。シナリオはビジネスリーダーによって精査され、軽(乗用車)、中(配達用トラックおよびバン)、重(半および貨物)の組み合わせが含まれていました。道路上の義務車両—3つの車両クラスすべてがこのような分析に含まれるのは初めてです。 PNNLはまた、道路上の貨物の輸送モデルを開発し、州間高速道路に3つの車両クラスすべてで50マイルごとに充電ステーションを設置しました。

シナリオには、州および地域レベルでのグリッドとその容量の進化が含まれていました。チームは、グリッドへの影響が最も大きくなる可能性のあるシナリオに焦点を合わせました。

新しいEV充電によるボトルネックは、2030年までに都市のフリートで全電気を使用する予定のロサンゼルスを含むカリフォルニアの地域で最も多く発生しました。ピンチは、急速充電車と電気トラックの商用フリートの成長に起因していました。これらの車両は、今日のほとんどのEVで6〜8時間かけて15〜20アンペアが引き出されるのではなく、45分間も回路を介して400アンペアを引き出すことができます。

Dennis Stilesは、PNNLのエネルギー効率と再生可能エネルギーの研究ポートフォリオを監督しています。彼は、急速充電車両とモバイル負荷の統合(移動中の車両)は、今日のプランナーにとって最大の課題の1つであると述べました。

「彼らはこれまでEVについて考える必要はありませんでしたが、一部の都市ではすでにインテリジェント制御やその他の配電システムや運用を変更する方法を検討しています」とStiles氏は述べています。 「重要なのは、将来的に多額の資本支出を回避する方法を今すぐ理解することです。ここに新しい変圧器を追加すると、変電所のオーバーホールとは大きく異なります。」

EVの計画を立てることで、都市は将来のグリッドインフラストラクチャへの大規模な投資を回避できます。マイク・パーキンス| PNNL

時代を先取りする

しかし、課題はロサンゼルスのような広い地域に限定されていません。 Kintner-Meyer氏は、リソースが限られている小都市では、充電インフラストラクチャとホスティング容量の計画を支援する必要があると述べました。それが次のステップです。

後続の調査では、研究者はEVを全国の地方および地域の配電システムに統合する方法を詳しく調べます。

「what-ifシナリオを実行するためのデータと方法があります」とKintner-Meyer氏は述べています。 「電力会社からのフィーダーとインフラストラクチャに関するデータを使用して、モデルを構築し、それを引き渡して、時代の先を行くことができます。」

この調査の詳細については、Kintner-MeyerとPNNLの同僚であるSarah Davis、Dhruv Bhatnagar、Sid Sridharが執筆したレポート「ElectricVehicles at Scale – Phase I Analysis:High EV Adoption Impacts on the Western USPowerGrid」をご覧ください。 Malini Ghosal、およびShantMahserejian。

パシフィックノースウェスト国立研究所は、化学、地球科学、データ分析の署名機能を利用して、科学的発見を進め、エネルギーの回復力と国家安全保障における国内で最も困難な課題に対するソリューションを作成します。 1965年に設立されたPNNLは、米国エネルギー省の科学局のためにバテルによって運営されています。 DOEの科学局は、米国の物理科学における基礎研究の最大の支援者であり、私たちの時代の最も差し迫った課題のいくつかに取り組むために取り組んでいます。詳細については、PNNLのニュースセンターにアクセスしてください。 Facebook、Instagram、LinkedIn、Twitterでフォローしてください。



公開日:2020年7月29日

注目の画像、EVの子どもアドボカシーが家族のEVを充電、ザカリーシャハン、CleanTechnica



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