رفع مشکل شارژ خودروهای الکتریکی با ترانسفورماتورهای تنظیم ولتاژ
شرکت E. ON در پژوهشی درباره شارژ خودروهای الکتریکی، بیان می‌کند که شبکه‌های توزیع برق با استفاده از تجهیزات هوشمند مانند ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ می‌توانند به تقاضای بالای شارژ خودروهای الکتریکی پاسخ دهند.امروزه استفاده از خودروهای الکتریکی رو به افزایش است. اما سوالی که وجود دارد این است که آیا شبکه‌های برق می‌توانند از پس تقاضای رو به رشد این خودروها بر بیایند؟ در این مقاله به این پرسش مهم پاسخ می‌دهیم.
امکان شارژ همه خودروهای منطقه تا سال 2045 با کمک VRDTها
شرکت E. ON که بزرگ‌ترین اپراتور شبکه توزیع آلمان است، به تازگی مطالعه‌ای در مورد چهار اپراتور شبکه منطقه‌ای خود(Avacon Netz, Bayernwerk Netz, E. DIS Netz, Schleswig-Holstein Netz) منتشر کرده است و نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که امکان شارژ الکتریکی تمام خودروهای این منطقه که تحت پوشش این شبکه‌ها قرار دارند، تا سال ۲۰۴۵ وجود خواهد داشت و این امکان تنها در صورت استفاده از ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ (VRDTs) ممکن خواهد بود.
مدیریت الگوی شارژ خودروها، مهم‌ترین مشکل در شبکه برق
بخش مهمی از زیرساخت‌های فنی مورد نیاز، ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ (VRDTs) هستند. شرکت Avacon Netz GmbH مستقر در هلمستد که در زمینه استفاده از این تجهیزات فعالیت می‌کند و با همکاری شرکت Maschinenfabrik Reinhausen توسعه یافته است، تجربه‌های موفقی در زمینه اجرا و کنترل عملکرد این تجهیزات دارد. این مطلب، مصاحبه‌ای با مارتن بونمن، مدیرعامل این شرکت است که درباره این تحقیقات و راه حل‌های فنی به کار رفته در آن صحبت کرده است.
آقای بونمن، به نظر شما اصلی‌ترین مشکلاتی که در حین شارژ خودروهای الکتریکی و اتصال آن‌ها به شبکه برق به وجود می‌آید، چیست؟
مطالعات اخیر ما نشان داده است که چالش اصلی اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه برق، مدیریت الگوی شارژ خودروها توسط رانندگان است. ما باید این الگوهای رفتاری را با دقت بسیار تا 20 سال آینده پیش‌بینی کنیم. یکی از چالش‌های کلیدی ما، اتصال همزمان چندین خودرو به شبکه برق است و باید ببینیم که توانایی پاسخ به این حجم از تقاضا وجود دارد یا خیر. ما این موضوع را با نگاه به مطالعات گذشته، مقالات منتشر شده و هم‌چنین بررسی شبکه برق مناطق روستایی و شهرهای کوچک که بیشترین مصرف‌کنندگان خودروهای الکتریکی را دارند، مورد مطالعه قرار داده‌ایم.
گزاره اول: امکان دارد که همه خودروها الکترونیکی شوند.
اگر این احتمال را درنظر بگیریم و با پشتوانه دانش و تکنولوژی فعلی، خود را برای این شرایط آماده کنیم، قطعا یک قدم جلوتر خواهیم بود و هیچ مشکل بزرگی برای شبکه‌های برق ما به وجود نخواهد آمد. هدف و تعهد ما این است که مشتریان ما بدون اینکه زمان زیادی صرف کنند، بتوانند به سادگی در خانه خود و در هر زمان که بخواهند خودروهای خود را شارژ کنند.
ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ (VRDTs) تا چه اندازه در برنامه‌های آینده شما برای ارتقای هدفتان نقش دارند؟
ترانسفورماتورها و کابل‌های برق به عنوان اجزای اصلی شبکه‌های برق شناخته می‌شوند. نتایج تحقیقات ما نشان می‌دهد که بیشتر مشکلات اصلی در ترانسفورماتورها و کابل‌های برق شبکه‌های با ولتاژ کم رخ می‌دهند. این شبکه‌های کم ولتاژ معمولاً در نزدیکی مشتریان قرار دارند. در اینجا، اضافه بار ترانسفوماتورها و ولتاژ پایین کابل‌ها از مشکلاتی هستند که تقریباً همیشه پیش می‌آید. مشکلات دیگری هم هستند که احتمال رخ دادن آن‌هابسیار پایین است.
برای رفع این مشکل ما ترانسفورماتورهای کوچک و تنظیم نشده را با ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ (VRDTs) بزرگ‌تر و هوشمندتر جایگزین خواهیم کرد. با این کار می‌توان مشکلاتی که بیشتر به ضرر مردم بود را به حداقل رساند.
اگر قرار باشد همه همزمان شروع به شارژ خودروهای خود کنند، تقاضای زیادی روی شبکه برق قرار خواهد گرفت. VRDT ها به ثابت نگه داشتن ولتاژ کمک می‌کنند.
مزایای استفاده از ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ و تاثیر آن‌ها در شارژ خودروهای الکتریکی
به طور خلاصه استفاده از VRDT ها تا حد زیادی مشکلات ولتاژ در شبکه برق ولتاژ پایین و متوسط را با توجه به کاربرد آن‌ها برطرف می‌کند. با استفاده از این راهکار سریع و کارآمد، نیازی نیست مردم را در معرض کارهای غیرضروری مانند کابل‌کشی قرار دهیم. در مقاله ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ می‌توانید درباره این ترانسفورماتورها بیشتر بخوانید.
گزاره دوم: مسیر الکتریکی شدن تمام خودروها بدون هیچ مانع فنی امکان‌پذیر است.
راه دیگری نیز وجود دارد. در این حالت ما می‌توانیم بر روی نگهداری و ارتقا سیستم فعلی، جلوگیری از فرسودگی آن‌ها در طی زمان و رفع نیازهای زیرساختی مانند اضافه کردن اتصالات جدید تمرکز کنیم. با این روش خودروهای الکتریکی می‌توانند به سادگی به شبکه برق فعلی متصل شوند. در این حالت ما حتی می‌توانیم با پیش‌بینی نیازهای این خودروها برای آینده نیز برنامه‌ریزی کنیم.
این حالت ممکن است به صرفه‌تر به نظر برسد اما باز هم هزینه‌هایی دارد. نتایج تحقیقات ما نشان می‌دهد که هزینه متوسط برای گسترش شبکه برق به ازای هر خودرو حدود 400 یورو می‌شود. علی‌رغم هزینه‌ها، سرمایه‌گذاری در توسعه شبکه برق بسیار ارزشمند خواهد بود. اما باید گفت که هزینه‌ها نسبی است. مثلاً مردم به طور متوسط هر هفت سال باید حدود 25 هزار یورو برای خودرو هزینه کنند در واقع هزینه ۴۰۰ یورو برای گسترش شبکه برق در مقایسه با هزینه بسیار بالاتر مربوط به مالکیت خودرو در مدت زمان مشابه، نسبتاً کم است.
در این مطالعه به چه معیار‌های خاصی اشاره شده است؟
در ابتدا باید بگوییم که خیلی از افراد از ما پرسیدند چرا ما فرض می‌کنیم که قرار است تمامی خودروها الکتریکی شوند؟ طبیعتاً این فرض جسورانه به نظر می‌رسد اما این فرض بر اساس تحلیل‌های انجام شده در داخل و خارج صنعت حمل و نقل، بر روی کارایی و پایداری تمرکز دارد. نکته مهم برای ما بینشی است که از تحلیل نتایج به دست می‌آوریم و با استفاده از این داده‌ها یک پکیج اطلاعاتی بی‌نظیر ارائه دادیم.
گزاره سوم: شبکه‌های برق با کمک VRDTها می‌توانند بدون نیاز به تغییرات بنیادین، برای نیاز آینده مناسب باشند.
ما بدون خستگی و شکایت، از گسترش خودروهای الکتریکی حمایت می‌کنیم؛ چرا که معتقدیم گسترش خودروهای الکتریکی، شیوه مناسبی برای کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن است. ما با توجه به شبکه‌های برق خود قصد داریم تمرکز خود را بر روی ایستگاه‌های ثانویه هوشمند با استفاده از ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ (VRDT) و کابل‌هایی با مقاطع بزرگ‌تر قرار دهیم. این کارها به تدریج و با دقت انجام می‌شود زیرا به جای دستگاه‌های قدیمی‌تر باید دستگاه‌های مدرن جایگزین شوند. این کار نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و استراتژیک است تا بتوان جلوی توقف کار را در هنگام روبرو شدن با چالش‌های آینده گرفت.
ECOTAP VPD یکی از مؤلفه های کلیدی انحصاری در تلاش برای گسترش خودروهای الکتریکی است.
ده سال پیش، در جریان اولین شکوفایی انرژی خورشیدی، متأسفانه بسیاری از اپراتورهای شبکه به فناوری VRDT که اکنون در دسترس است، دسترسی نداشتند. ما نمی‌خواهیم همین اشتباه را تکرار کنیم و در آینده با مشکل مواجه شویم. به علاوه، نکته‌ای که باید به آن اشاره کنیم این است که ما انرژی خورشیدی بیشتری، از جمله پمپ‌های حرارتی را در شبکه‌های خود خواهیم داشت که اکنون VRDT ها برای این منظور بسیار مناسب هستند. این فناوری نقش مهمی در تسهیل انتقال انرژی در جهات مختلف دارد.
VRDT ها هنوز هم در سراسر جهان بسیار نادر هستند. تجربه شما در استفاده از آن‌ها چیست؟
تجربه ما از کار با VRDTها بسیار مثبت بوده است. البته در اولین نسخه آن که سال‌ها پیش عرضه شد، چالش‌های اولیه و مشکلات ساختاری وجود داشت. با این حال، VRDT هایی که امروزه وجود دارند، درست مانند ترانسفورماتورهای استاندارد عمل می‌کنند اما یک مزیت قابل توجه دارند: آن‌ها می‌توانند تقریباً دو برابر موثرتر عمل کنند.
گزاره چهارم: فناوری VRDT یک نقش کلیدی در انقلاب حوزه انرژی دارد.
در این حوزه، تنها نیاز به رگولاتور داریم و سایر مواد اضافی دیگر لازم نیست. این برای ما به معنای هوشمندی و کارایی و پایداری مناسب است. البته این امر نمی‌تواند جایگزین نیاز به استراتژی و تخصص، به ویژه از سوی همکاران شبکه ما شود. با این حال، تجربه ما به قدری مطلوب بوده است که بیش از ۹۰ درصد از ترانسفورماتورهای جدیدی که فقط در سال ۲۰۱۹ تهیه کردیم، VRDT بودند.
استفاده از ترانسفورماتورهای VRDT در حال گسترش است و توانسته بسیاری از مشکلات را در سراسر جهان حل کند. در مقاله استفاده از VRDT ها از تایپه تا سایر کشورهای جنوب شرقی آسیا می‌خوانید که این ترانسفورماتورها چگونه توانسته‌اند مشکل نوسانات برق در صنعت آسیا را حل کنند.
اخبار راینهاوزن:
تغییر همگانی به سمت خودروهای الکتریکی باعث ایجاد یک چالش بزرگ برای شبکه توزیع برق می‌شود. به خصوص اگر برق باید از منابع پایدار تأمین شود. این فن‌آوری باید نوسانات ولتاژ متوسط را جبران کند و باید بتواند به صورت پویا به تغییرات تغذیه و بار در سطح ولتاژ پایین پاسخ دهد. در هر دو مورد اپراتورهای شبکه باید بر ECOTAP® VPD® تکیه کنند.
این فناوری، ترکیبی از تخصص‌هایی است که MR در طول دهه‌ها کار با تغییر دهنده‌های ضربه‌ای روی بار خلأ و فن آوری تغییر دهنده ضربه نوع مقاومت بالا، همراه با تجربه در ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم ولتاژ برای تضمین عملکرد پایدار و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری ۵۰۰،۰۰۰ عملیات تغییر دهنده به دست آورده است. The ECOTAP® VPD® به قدری فشرده است که اندازه ترانسفورماتور توزیع را افزایش نمی دهد.
منبع: Drive Electric
نظرات کاربران