Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2020 - zeszyt 5

Elektromobilność - integracja pojazdów elektrycznych z infrastrukturą sieci elektroenergetycznej

Electromobility - integration of electric vehicles with the power grid infrastructure

10.15199/48.2020.05.01

nr katalogowy: 126123
10.15199/48.2020.05.01

Streszczenie

W pracy przedstawiono pogłębioną, techniczno-ekonomiczną analizę integracji pojazdów elektrycznych z rozwijającym się systemem elektroenergetycznym zwierajacym coraz wiecej odnawialnych źródł energii. Omówione zostały podzespoły pojazdów elektrycznych i ich optymalna współpraca również z infrastrukturą stacji ładowania. Opisano wymagania i możliwości techniczne jak i protokoły komunikacyjne pozwalające na optymalną implementację procesu ładowania i rozładowania pojedynczych bądź zgrupowanych we floty pojazdów. Wyszczególnione i scharakterzyowane zostały aktualne projekty badawcze prowadzone na terenie Europy z zakresu V4G (Vehicles for Grid) ze sczególnym uwzględnieniem zalet i wad istniejących i planowanych rozwiązań systemowych.

Abstract

The paper deals with a technical and economic analyze related to the integration electric vehicles in to the today and future power systems with renewable energy sources. The electrical vehicle components as well as the optimal interactions also with the charging station infrastructure are discussed. Technical requirements and communication protocols that allow for the proper charging and discharging processes implementation of individual or grouped vehicle fleets are described in detail. Current research projects carried out in Europe in the field of V4G (Vehicles for Grid) are listed, regarding to the advantages and disadvantages of existing and further systems.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Styczynski Z.A., Stötzer M., Müller G., Komarnicki P., Belmans R., Driesen J., Hansen A.B., Pecas Lopes J., Hatziargyriou N. Challenges and barriers of integrating e-cars into a grid with high amount of renewable generation, 44th International Conference on Large High Voltage Electric Systems, Paris, France, 26-31 August, 2012.
[2] Buchholz B.M., Styczynski Z.A., Smart Grid, Springer-Verlag GmbH Germany, 2020.
[3] Komarnicki P., Haubrock J., Styczynski Z.A., Elektromobilität und Sektorenkopplung, Springer Verlag, 2017.
[4] Stotzer M., Styczynski Z.A., Hansch K., Naumann A., Komarnicki P., Concept and potential of electric vehicle fleet management for ancillary service provision 2013 IEEE Grenoble Conference PowerTech., Grenoble, France, 16-20 June, 2013
[5] Alemany J.M., Arendarski B., Lombardi P., Komarnicki P., Accentuating the renewable energy exploitation: Evaluation of flexibility options, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 102 (2018), 131-151.
[6] Wenge C., Arendarski B., Haensch K., Naumann A., Komarnicki P., Electric vehicle simulation models for power system applications IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, California USA, 22-26 July, 2012.
[7] Wenge C., Winkler T., Stötzer M., Komarnicki P., Power quality measurements of electric vehicles in the low voltage power grid, 11th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, Lisbon, 17-19 October, 2011, 679-683.
[8] Plan Rozwoju Elektromobilności w Polsce "Energia do przyszłości" Agencja Środowiska, 2014.
[9] Sprawozdanie z realizacji Krajowych ram polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych, Ministerstwo Energii, Warszawa, Sierpień 2019,
[dostęp: 05.02.2020]
[10] How EU Member States roll-out electric-mobility: Electric Charging Infrastructure in 2020 and beyond. Platform elektromobility EU (online: www.transportenvironment.org/ publications),
[dostęp: 17.02.2020].
[11] Maggio G., Cacciola G., A variant of the Hubbert curve for world oil production forecasts, Energy Policy, 37 (2009), nr. 11, 4761-4770.
[12] Well-to-Wheels Analyses. Komisja Europejska, 2016 (online: https://ec.europa.eu/jrc/en/jec/activities/wtw),
[dostęp: 05.02.2020].
[13] L. Gao, Well-to-Wheels Analysis of Energy Use and Greenhouse Gas Emissions for Alternative Fuels, International Journal of Applied Science and Technology, 1 (2011), nr. 6, 1- 8.
[14]Żebrowski K., Detka T., Małek K., Analiza porównawcza danych raportów dotyczących emisji CO2 oraz całkowitych kosztów posiadania (TCO) pojazdu elektrycznego w odniesieniu do pojazdo z napędem konwencjonalnym, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe , 119 (2018), nr. 3, 161-170.
[15] Ottensmann A., Technische Anforderungsanalyse an Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge am Beispiel einer ambulanten Pflegeflotte. Abschlussarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science an der Fern Universität Hagen, Fakultät für Mathematik und Informatik, Lehrgebiet elektrische Energietechnik, Prof. Dr.-Ing. D. Hackstein, 2013.
[16] Schugt M., Tybel M., Absicherung elektrischer Antriebskomponenten in (H)EVs. Fachartikel, (online: www.allelectronics. de/absicherung-elektrischer-antriebskomponentenin- hevs/,
[dostęp: 17.02.2020].
[17] Hofer K., Elektrotraktion: Elektrische Antriebe in Fahrzeugen. VDE Verlag GmbH, Berlin, Offenbach, 2006.
[18] Ottensmann A., Technische Anforderungsanalyse an Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge am Beispiel einer ambulanten Pflegeflotte. Abschlussarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science an der Fern Universität Hagen, Fakultät für Mathematik und Informatik, Lehrgebiet elektrische Energietechnik, Prof. Dr.-Ing. D. Hackstein, 2013.
[19] Kasprzyk L., Domeracka A., Burzynski, D., Modelling of lithium-ion batteries operation and life in electric vehicles, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), nr. 12, 158-161.
[20] Kasprzyk L., Wybrane zagadnienia modelowania trwałości akumulatorów litowo-jonowych w pojazdach elektrycznych, Przegląd Elektrotechniczny, 95 (2019), nr. 3, 70-73
[21] Komarnicki P., Lombardi P., Styczynski Z.A., Electric Energy Storage Systems - Flexibility Options for Smart Grids, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2017. ISBN 978-3-662- 53275-1.
[22] Braess H.H., Seiffert U., Vieweg-Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, 6th ed. Verlag Vieweg & Teubner Wiesbaden, 2011.
[23] Hennings W., Linssen J., Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten Antriebssystemen in bestehende und zukünftige Energieversorgungsstrukturen. Advances in Systems Analyses 1. Jülich: Forschungszentrum Jülich, Zentralbibliothek, 2012.
[24] Sicherheitsanforderungen an Batterien und Batterieanlagen. Deutsches Institut für Normung, DIN EN 50272, 2011.
[25] Straßenfahrzeuge - 60 V und 600 V einadrige Niederspannungsleitungen - Teil 1: Maße, Prüfverfahren und weitere Anforderungen für Kupferkabel. Deutsches Institut für Normung, DIN ISO 6722, 2011. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 96 NR 5/2020 13
[26] Road vehicles - Automotive cables. International Organization for Standardization, ISO 19642, 2014.
[27] Straßenfahrzeuge - Runde, beschichtete, 60 V und 600 V geschirmte und ungeschirmte einzel- oder mehradrige Kabel - Prüfungen und Anforderungen für normale und Hochleistungs- Kabel International Organization for Standardization, ISO 14572, 2014.
[28] Straßenfahrzeuge - Schutzschalter - Teil 5: Schutzschalter mit Schrauben, Nennspannung von 450 V. International Organization for Standardization, ISO 10924-5, 2016.
[29] Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Deutschland, Statusbericht und Handlungsempfehlungen. Nationale Plattform Elektromobilität, 2015, Berlin.
[30] Winkler T., Komarnicki P., Mueller G., Heideck G., Heuer M., Styczynski Z.A., Electric vehicle charging stations in Magdeburg, 5th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Dearborn, Michigan USA, 7-11 September, 2009, 60-65.
[31] Zajkowski K., Seroka K., Przegląd możliwych sposobów ładowania akumulatorów w pojazdach z napędem elektrycznym, Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe, 18 (2017), nr. 7-8, 483-486.
[32]BMW wireless (online: www.qmerit.com/bmwwireless)
[dostęp: 16.02.2020]
[33] International Organization for Standardization, ISO 17840, Road vehicles - Information for first and second responders, 2015.
[34] Nationalen Plattform Elektromobilitaet (NPE), “The German Standardization Roadmap for Electromobility - Version 2“, Gemeinsame Geschäftsstelle Elektromobilitaet der Bundesregierung (GGEMO), 2012, (online: https://www.vda.de/en/services/Publications/the-germanstandardization- roadmap-for-electromobility---vers.-2.html),
[dostęp: 17.02.2020].
[35] Wenge C., Komarnicki P., Styczynski Z.A., Mobile Storage and optimal charging Strategies. Magdeburger Forum zur Elektrotechnik (MaFo), 2013, ISBN 978-3-940961-95-2.
[36] Wenge C., Komarnicki P., Styczynski Z.A., Models and boundaries of data exchange between electric-vehicle and charging-point. Example of a practical realisation, 4th International Symposium: Modern Electric Power Systems, 20- 22 September 2010,
[37] Wenge C., Komarnicki P., Styczynski Z.A., Mobility System and Charging Strategies, The power grid of the future. Proceedings No 2 in the scope of Mega Grant Baikal, 2 (2013), ISBN: 978-3- 940961-95-2
[38] Road vehicles - Vehicle to grid communication interface. International Organization for Standardization und International Electrotechnical Commission, ISO/IEC 15118, 2013.
[39] Agsten M., IflandM., Schlegel M., Westermann D., Utilizing battery Electric and Plug-in Hybrids for smart grid operation techniques, IEEE Power and Energy Society General Meeting, Detroit, Michigan USA, 24-28 July, 2011.
[40]Harighi T., Padmanaban S., Bayindir R., Hossain E., Holm- Nielsen J.B., Electric Vehicle Charge Stations Location Analysis and Determination - Ankara (Turkey) Case Study, Energies, 12 (2019), 3472
[41] E-Mobility4GridService, (online: www.iff.fraunhofer.de/de/gesch aeftsbereiche/konvergente-infrastrukturen/e-mobility4gridserv ice.html),
[dostęp: 13.02.2020]
[42] Holger J., Carsten S., Volkswagen Kraftwerk GmbH, Virtuelles Bilanzkreiskraftwerk - Virt-BilanzKKW : gemeinsamer Abschlussbericht der Verbundpartner : Potenzialanalyse eines Verbundbetriebes von Blockheizkraftwerken zur Ausregelung von Bilanzkreisabweichungen, verursacht durch eine zunehmende Durchdringung von Elektromobilität und Erneuerbaren Energien: Berichtzeitraum: 01.01.2013- 30.06.2016, (https://www.tib.eu/en/search/id/TIBKAT%3A883 59448X/),
[dostęp: 17.02.2020]
[43] Kugler M., Frank C., Osswald S., Lienkamp M., Miramontes M., Kinigadner J., sun2car@GAP Abschlussbericht - Untersuchung des Kundenannahmeverhaltens zur Integration von Erneuerbarer Energie in Elektrofahrzeuge innerhalb der e-GAP Modellkommune Garmisch-Partenkirchen, Technische Universität München, Februar, 2016
[44] eAutarke Zukunft: Lösungen in Smart-Grid-Strukturen Empirische. Evaluation und Optimierung von Elektromobilität in unterschiedlichen Lebens- und Arbeitsbereichen, Universität Hildesheim 2016 (online: http://www.transportation-desig n.org/cms/front_content.php?idcat=18&idart=416),
[dostęp: 13.02.2020]
[45] Röhrig M., Demand Response - das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk: Abschlussbericht: Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2013 bis 31.12.2015. (online: https://www.tib.eu/en/search/id/TIBKAT%3A870921525/),
[dostęp: 17.02.2020]
[46] Tanken im Smart Grid. Netzentlastung durch intelligentes Laden, Technische University Clausthal, Institute for Electrical Energy Engineering and Energy Systems (online: http://pivo. de/),
[dostęp: 17.02.2020]
[47] Ramirez L., Dinter A., Lenski G., Lammert H., Vierheilig N., Ebertsch S., Förderprojekt Technik, Umsetzbarkeit, Akzeptanz der DC-Ladung auf der Kernachse A9 (München-Nürnberg- Leipzig) - A9-DC-Ladung: Schlussbericht für die Technische Informationsbibliothek, (online: https://www.tib.eu/en/search/id/ TIBKAT%3A864389841/),
[dostęp: 17.02.2020]
[48] "e-Mobilie“ - Energieautarke Elektromobilität im Smart-Micro- Grid, Technische Universität München 2014, (online: https://www.ar.tum.de/aktuell/news-singleview/article/e-mobilieenergieautarke- elektromobilitaet-im-smart-micro-grid/),
[dostęp: 17.02.2020].
[49] Haupt H., Bäuml G., Bärwaldt G., Nannen H., Kammerlocher M. Das Forschungsprojekt “INEES" - Intelligente Netzanbindung von Elektrofahrzeugen zur Erbringung von Systemdienstleistungen (The ‘INEES’ research project - intelligent grid integration of electric vehicles to provide system services). In: Liebl J. (eds) Grid Integration of Electric Mobility. Proceedings, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2017
[50] Dauer D., Kießling A., Krimmling T., Lierzer S., Schäfer C., Zimmermann D., Bridging IT GmbH, Verbundprojekt: Smart Grid Integration (SGI): Schlussbericht: im Spitzencluster Elektromobilität Süd-West " road to global market," Mannheim, 2016. (online: https://www.tib.eu/en/search/id/TIBKAT%3A88 0205059/),
[dostęp: 17.02.2020]

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 126123 "Elektromobilność - integr..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2020-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2020-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma