Laden von Plug-in-Hybriden auf einem Smart Grid

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Ein Mitarbeiter von Toyota hält während EV JAPAN in Tokio einen Ladestecker neben einem Toyota Prius Plug-in Hybrid. Weitere Bilder von Plug-in-Hybridautos. Kiyoshi Ota / Getty Images

Das Laden von Plug-in-Hybriden in einem Smart Grid ist mehr als die einfache Übertragung von Strom auf den Akku des Autos bei Bedarf. Wenn Pläne aufgehen und sich Plug-in-Hybride durchsetzen, könnten das Stromnetz und die Autos zusammenarbeiten, um das Auf und Ab des Stromnetzes zu verringern, indem sie abwechselnd Strom speichern und nach Bedarf Strom liefern.

PHEVs bieten das Beste aus zwei Welten - die Wirtschaftlichkeit eines Elektrofahrzeugs und die Leistung eines Gasmotors. Noch wichtiger ist, dass das Auto je nach Bedarf oder Wunsch zwischen den beiden Kraftstoffquellen - Gas und Elektrizität - wechseln kann. Es ist diese letzte Fähigkeit, der "wie gewünscht" Teil, in dem PHEVs wirklich glänzen. Der Eigentümer kann zwischen dem billigsten Kraftstoff oder einer Kombination aus beiden wählen und langfristig Geld sparen. Derselbe Gasmotor kann sogar die Batterien aufladen oder als Generator in einem Smart Grid fungieren, wenn er zum Einschalten aufgefordert wird.

Obwohl die Technologie weitgehend vorhanden ist, um die Partnerschaft Wirklichkeit werden zu lassen, muss sie noch standardisiert oder verfeinert werden. Hinzu kommt der Vorstoß für vollelektrische Fahrzeuge über Hybride.

Die Kombination von PHEV und Smart Grid bietet jedoch einen Einblick in eine faszinierende Zukunft, die lebensfähig werden könnte.

Lassen Sie uns einstecken und schauen, was passiert.

Im Allgemeinen wird der Akku Ihres Autos über Nacht aufgeladen, wahrscheinlich in einem Level 2-System, wenn der Strombedarf und die Kosten am niedrigsten sind. Die meisten Schätzungen gehen davon aus, dass die Stromkosten in diesem Zeitraum im Durchschnitt etwa 1 US-Dollar pro Gallone entsprechen.

Sie fahren zur Arbeit, schließen an einer Ladestation an und fahren nach Hause. Wenn Sie zu Hause sind, schließen Sie das Gerät wieder an und bereiten Sie sich auf den Morgen vor.

Der Vorteil eines intelligenten Stromnetzes ergibt sich, wenn ein normaler Tag aus elektrischer Sicht nicht mehr normal ist.

Stellen Sie sich vor, die Temperaturen sind bis in die 90er Jahre gestiegen. Die Netzbetreiber wissen, dass die Nachfrage nach Strom enorm sein wird und die Preise steigen werden. Das Stromnetz sendet eine Nachricht an Ihr Auto, indem es drahtlose Technologie verwendet oder über die Stromleitungen "spricht" und es auffordert, auf dem Weg Gas anstelle von Strom zu verwenden, da Strom teurer wird. Das Auto erhält die Nachricht und teilt Ihnen dann mit, wann Sie einsteigen und sie starten.

Sie kommen zur Arbeit und die Nachfrage ist immer noch hoch. Sie schließen an und das Netz saugt Ihre Batterie trocken, um die Nachfrage zu befriedigen. Mach dir keine Sorgen; Dies gilt auch für alle anderen Akkus, auf die es zugreifen kann. Die Menge an Strom, die es verbraucht, wird Ihrem Konto gutgeschrieben.

Am Vormittag ist der Gipfel vorbei und das Stromnetz beginnt, Ihre Batterien wieder aufzuladen. Wenn Sie nach Hause fahren, kann der Pendelverkehr ohne Benzin durchgeführt werden.

Bevor dies jedoch Realität wird, müssen jedoch mehr PHEVs und vollelektrische Fahrzeuge die Straßen bevölkern. Eine der Ideen hinter PHEVs im Smart Grid ist die Verwendung der Autos als mobile Batteriequellen. Je mehr Quellen vorhanden sind, desto mehr Variabilität bieten sie und desto mehr Benutzer verwenden das System.

Marc Geller, Mitbegründer von Plug In America, einer Interessenvertretung für Elektrofahrzeuge, sagte, dass ein Großteil der Technologie vorhanden sei, um Elektrofahrzeuge effektiv und umsichtig aus dem vorhandenen Netz zu laden. Stattdessen werden Plug-in-Hybride und Elektrofahrzeuge als der beste Ort angesehen, um ein Smart Grid ins Leben zu rufen, unabhängig davon, ob es Zeit für eines ist oder nicht.

Aber der Anstoß ist da und Elektrizitätsversorger und Autohersteller experimentieren sowohl mit der Smart-Grid-Technologie als auch mit der einen Technologie, die alles möglich macht - der Ladestation.

PHEVs benötigen jedoch Saft und werden meistens über eine Steckdose oder ein spezielles Ladesystem für zu Hause aufgeladen. Die Batterie- und Elektromotivsysteme dienen dazu, Benzin zu sparen, indem das Auto bewegt wird, wenn es am meisten Benzin verbraucht, z. B. bei stehendem Start oder langsamen Manövern. Der Gasmotor übernimmt bei höheren Geschwindigkeiten, wenn das Auto am sparsamsten ist.

Einige PHEVs verwenden den Gasmotor, um einen Generator zum Aufladen des Akkus zu betreiben. Andere nutzen die beiden Systeme in unabhängiger Zusammenarbeit. Mehrere große Automobilhersteller, darunter Ford und Toyota, experimentieren mit verschiedenen PHEV-Technologien sowie rein elektrischen Fahrzeugen.

Smart-Grid-Ladestationen werden, obwohl dies derzeit nicht der Fall ist, wahrscheinlich zwei Varianten annehmen - die Heimstation und die von Unternehmen und Unternehmen verwendeten.

Mehrere Orte in den USA haben Ladestationen installiert, mit denen ein Elektrofahrzeug in nur wenigen Stunden fast vollständig aufgeladen werden kann. Dies sind in der Regel Ladestationen der Stufe 2.

Derzeit arbeiten mehrere Unternehmen mit Autoherstellern zusammen, um eine Level 3-Station in Betrieb zu nehmen.

Im Jahr 2010 hat GE die WattStation für kommerzielle Benutzer ausgeliefert. Mit der Station konnten Unternehmen zu einem Preis von mehr als 5.000 US-Dollar einen Ladepunkt für ihre Kunden installieren, der gut aussah und bei Ladefunktionen der Stufe 2 gut funktionierte. Kürzlich hat GE eine Ladestation für Elektrofahrzeuge zur Wandmontage mit Level 2-Funktionen eingeführt. Die Geräte kosten etwas mehr als 1.000 US-Dollar, sollten von Fachleuten installiert werden und bieten eine Aufladung der Stufe 2.

Laut GE soll sich die WattStation mit dem kommenden Smart Grid ändern und kann so programmiert werden, dass sie die potenziell erweiterte Kommunikation zwischen Auto und Grid bewältigt.

Während Kommunikation der Schlüssel zu einem effektiven Smart Grid ist, möchten die meisten Verbraucher eine Ladestation, die das Auto so schnell wie möglich mit Strom versorgt.

Die Horizonttechnologie für Geschwindigkeit im Jahr 2011 ist CHAdeMO. CHAdeMO ist zwar eher ein Protokoll als eine unverwechselbare Technologie, verwendet jedoch Gleichspannung, einen speziellen Stecker und ein spezielles Ladeprogramm, um einen typischen Akku in weniger als einer halben Stunde aufzuladen. Dies ist die schwer fassbare Aufladung der Stufe 3. AAA hat kürzlich angekündigt, in einem nicht festgelegten Zeitraum mit dem Angebot eines EV-Aufladedienstes mit einer möglichen Level 3-Fähigkeit unter Verwendung von CHAdeMO zu beginnen.

Die meisten Experten sind sich einig, dass diese Geschwindigkeit bestimmen wird, ob Elektrofahrzeuge üblich werden, und das Smart Grid wird sich auf Elektrofahrzeuge stützen, wenn es Realität werden soll.

Eine Karte des US-Energieministeriums mit Ladestationen bietet einen Einblick in eine sich verändernde EV-Landschaft und zeigt einige Überraschungen in der EV-Welt.

Zum Beispiel bietet der Staat Washington eine relativ große Anzahl öffentlicher Ladestationen zwischen 100 und 200 an, was für einen sehr ökologisch orientierten Teil des Landes nicht überraschend ist. Genau dort oben mit dem grünen Washington liegt jedoch das ölreiche Texas. Kalifornien hat 500, Kentucky hat keine.

Für Geller von Plug In America besteht der beste Weg, mehr Stationen zu sehen, darin, mehr Elektrofahrzeuge zu produzieren und mehr auf der Straße zu haben. "Im Moment können die Hersteller die Nachfrage nicht befriedigen", sagte er.

Sobald mehr Elektrofahrzeuge da draußen sind, werden mehr Menschen die Idee akzeptieren. Je mehr sie die Idee akzeptieren, desto mehr Autohersteller wollen Ladestationen an öffentlichen Orten, in Unternehmen und zu Hause.

Dann werden CHAdeMO, die WattStation und andere Sender, mit denen Designer und Ingenieure nur spielen, Realität.

Der Saft

Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge sind so etwas wie ein fehlendes Glied im Automobil. Die Technologie kombiniert einen traditionellen, wenn auch normalerweise viel kleineren Gasmotor mit einem Akkupack, der das Auto als Elektrofahrzeug oder als Zusatz zum Motor bewegen kann.

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Quellen

  • Cars.com. "AAA bietet mobile EV-Aufladung an." (2. Juli 2011) http://blogs.cars.com/kickingtires/2011/06/aaa-to-offer-mobile-ev-charging.html
  • GE Electric Vehicles http://www.ge.com/innovation/electric_vehicles/index.html
  • Geller, Marc. Mitbegründer von Plug In America. Persönliches Interview am 6. Juli 2011.
  • Lazar, Jim, John Joyce und Xavier Baldwin. "Plug-In-Hybridfahrzeuge, Windkraft und das Smart Grid." Whitepaper vorgestellt im Januar 2008. (5. Juli 2011) http://www.raponline.org/docs/RAP_Lazar_PHEV-WindAndSmartGrid_2007_12_31.pdf
  • MatterNetwork.com. "Plug-In-Hybride steigern die Nachfrage nach Smart Grid." (3. Juli 2011) http://www.matternetwork.com/plug-in-hybrids-rev-up-power-grid.cfm
  • Microgrid Energy. "Microgrid installiert die erste vernetzte EV-Ladestation in St. Louis." (4. Juli 2011) http://microgridenergy.com/microgrid-installs-st-louis%e2%80%99s-first-networked-ev-charging-station/
  • Plug In America. (6. Juli 2011) http://www.pluginamerica.org
  • Smart Grid. (6. Juli 2011) http://www.smartgrid.gov
  • US-Energieministerium. "Ladestationen für Elektrofahrzeuge." http://www.afdc.energy.gov/afdc/fuels/electricity_locations.html
  • US-Energieministerium. "Eine Million Elektrofahrzeuge bis 2015." (1. Juli 2011) http://www.energy.gov/media/1_Million_Electric_Vehicle_Report_Final.pdf



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