Как зарядната инфраструктура да покрива нуждите на електромобилния парк

Потребителите, особено в по-развитите страни, все повече се ориентират към устойчив начин на живот, а с това расте и необходимостта от по-екологични начини за пътуване до работното място. Хората пренасочват предпочитанията си към електрически автомобили, не само за да намалят разходите си за енергия, но и да намалят въглеродните емисии и да играят по-важна роля в изграждането на устойчиво бъдеще.

Правителствата по целия свят играят ключова роля за подпомагане на този преход, като предоставят различни стимули на шофьорите да преминат към електромобилите. Според доклада Global EV Outlook, публикуван от Международната агенция по енергетика (IEA), през 2021 г. глобалните разходи на правителствата за предоставяне на данъчни облекчения и други стимули за шофьорите да преминат към електромобили са достигнали $14 милиарда през 2020 г., или с 25% повече в сравнение с 2019 г. Много правителства, включително това на Великобритания, обявиха плановете за пълно преминаване към електрически превозни средства в рамките на следващите няколко години.

Зарядната инфраструктура не съответства на покупките на електромобили

Нарастващото търсене на електромобили доведе до необходимостта от подходяща обществена зарядна инфраструктура за тези превозни средства. Въпреки това възможността предлагането да отговаря на настоящите пазарни изисквания остава леко "изсмукана от пръстите", споделят анализаторите от Transforma. Инфраструктурата за зареждане на електромобили на обществени места се подобрява доста агресивно, но не успява да достигне растежа на електромобилите в редица региони. В Европейския съюз например броят на електромобилите на една зарядна станция се е увеличил значително през последните години - от две превозни средства на станция през 2010 г. до 11 превозни средства на станция през 2020 г. Освен това само три държави от ЕС, а именно Нидерландия, Франция и Германия разполагат с над 70% от зарядните станции, а същото време само 38,1% от всички електрически превозни средства са регистрирани в тези страни през 2020 г. В Германия са 18,5% от общия брой електромобили в ЕС, а във Франция и Холандия този дял е респективно 16% и 3,6%.

Въпреки все още недостатъчно добре развитата обществена инфраструктура технологичният напредък в областта на обществените станции, който да предостави на шофьори и оператори достатъчно функции за контрол, работа и управление от разстояние, ще помогне за подобряване на ситуацията, смятат анализаторите. Инфраструктурата за зареждане се развива, като осигурява по-добри съоръжения, например способността им да балансират и разпределят равномерно натоварването между множество превозни средства, когато те се зареждат едновременно. Те могат да осигурят и по-високи натоварвания, когато се зареждат по-малко превозни средства, което да ускори процеса.

Обществените зарядни станции за електромобили работят по протокола Open Charge Point Protocol (OCPP), който улеснява комуникацията между зарядните станции и техните системи за управление чрез Wi-Fi или клетъчни технологии. Те осигуряват множество предимства и на шофьорите, и на мрежата, като шофьорите могат да резервират място за зареждане предварително и дистанционно да управляват нуждите си от чрез смартфон приложение. От друга страна, мрежата може интелигентно да увеличава или намалява захранването, за да отговори на динамичните нужди на зарядните станции. Операторите на зарядна инфраструктура могат да диагностицират проблемите със станциите предварително и да намалят времето за престой, като по този начин оптимизират операциите и динамично докладват за състоянието на всяка станция в реално време на съответните органи и на потребителите.

Като не става на пътя, да зареждаме у дома

Много правителства започнаха да насърчават зареждането на електромобили у дома, за да намалят натоварването на обществените зарядни станции, като осигуриха на шофьорите стимули за инсталиране на домашни зарядни устройства за електромобили. Някои правителства, включително това на Великобритания, предложиха инсталирането на зарядно устройство във всички нови домове, които се строят в страната. Инсталирането на зарядни устройства вече е задължително за всички инфраструктурни съоръжения, на които се прави основен ремонт, като по този начин се гарантира повишено възприемане на електромобилите от гражданите. Повечето интелигентни зарядни устройства, използвани в домовете, използват Wi-Fi, Bluetooth и мобилна клетъчна технология за взаимодействие с превозното средство и мрежата и предоставят на шофьорите различни решения, например контролиране на количеството и времето за зареждане с помощта на смартфон приложение. Това позволява на шофьорите да зареждат превозните си средства в точно избрано време, като по този начин могат да използват най-евтината налична електроенергия.

Освен това шофьорите могат да определят какво количество енергия желаят в батерията на своя електромобил, помагайки на електроснабдителните компании да зададат определени лимити за потребление на енергия, така че мрежите им да не се претоварват. Зарядното устройство взаимодейства едновременно с автомобила, с оператора за зареждане и с електроснабдителната компания, като винаги им изпраща данни, за да оптимизира процеса на зареждане.

Първоначално домашното зареждане на електромобили се извършваше по-често с помощта на зарядни устройства с обикновен променлив ток, които поддържат зареждането на автомобила през нощта. Това еднопосочно зареждане само "взима" енергия от мрежата и я зарежда в колата. С течение на времето обаче зарядните станции за дома се развиха от стационарно съхранение до двупосочно зареждане, което включва зареждане от превозно средство към мрежата (V2G), както и зареждане от превозното средство към дома (V2H). По този начин се предполага, че заредените батерии в колите могат да се използват и за снабдяване с енергия на домове поне за няколко дни. Шофьорите вече имат и опцията да използват зарядни устройства с прав ток, които предлагат по-бързо зареждане на техните електромобили, като процесът на зареждане може да се намали от една нощ до няколко часа, в зависимост от размера на батерията.

Цената и удобното време за зареждане на електромобили у дома се очаква да бъде сериозен двигател на пазара, който ще стимулира възприемането на електромобилите сред потребителите. Шофьорите ще могат да зареждат превозните си средства по всяко време, като през нощта ще използват най-евтината налична електроенергия заради по-ниските натоварвания. Въпреки че трябва да отделят разходи за инсталиране на зарядно устройство, тези устройства са по-евтини от зареждането на автомобила на обществени зарядни станции. Шофьорите могат да позволят на други шофьори да използват техните домашни им зарядни устройства, генерирайки допълнителни доходи.

Безжично зареждане? Все още е рано

За по-нататъшно оптимизиране на зареждането и повишаване на доверието на шофьорите, индустрията се насочва и към решения за безжично зареждане. То се извършва чрез процеса на магнитна индукция. Включва набор от предавателни намотки на пътната повърхност, които създават магнитно поле, използвайки ток от електрическата мрежа. Друга намотка е монтирана под превозното средство, като тя преобразува магнитното поле обратно в електрическа енергия, използвайки я за зареждане на батерията.

Тази технология (когато бъде внедрена) ще позволи на шофьора да зарежда автомобила си по време на шофиране и ще му гарантира, че батерията в неговото превозно средство никога няма да се изчерпи. Тази технология обаче все още е на много ранен етап на разработка, а освен това изисква голяма инфраструктурна инвестиция под формата на плочи за безжично зареждане, вградени под пътната повърхност с източници на захранване, инсталирани по протежение на цялата магистрала.

Изискванията за висока мощност и голямо напрежение, заедно с необходимостта от добавяне на друго зарядно устройство към превозното средство, което увеличава цената му, представляват голямо предизвикателство пред внедряването на тази безжична технология в обозримо бъдеще. Освен това ефективността на безжичната технология все още е ниска - едва 60% в сравнение с обикновеното кабелно зареждане. Днешните ограничения пред прилагането на безжично зареждане с наличната технология предполагат, че интелигентните кабелни бързи зарядни устройства са начинът за зареждане на електромобили в близко бъдеще, добавят анализаторите.