بخشی از مقاله
چکیده -
جایگزینی خودروهاي درونسوز با خودروهاي برقی و اتصال آنها به شبکه قدرت، باعث شده است تا لزوم برنامه ریزي براي استفاده بهینه از این منبع ذخیره ساز انرژي بیش از پیش احساس شود. بنابراین چنانچه برنامه مدونی براي بهره گیري و مدیریت شارژ باتري خودروهاي برقی وجود نداشته باشد، نه تنها اتصال این خودروها به شبکه کمکی به وضعیت شبکه نخواهد کرد، بلکه ممکن است شارژ آنها با پیک مصرف شبکه همزمان شده و مشکلات حادتري نیز براي شبکه ایجاد کند. در این مقاله زیرساختها، الزامات و برنامه ریزي مورد نیاز جهت اتصال خودروهاي الکتریکی به شبکه توزیع کشور در ساختار شبکه هوشمند مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و محورهاي سیاستگزاري و برنامه ریزي آینده نگر در سطح کلان جهت ورود خودروهاي برقی به شبکه بررسی میگردد.
کلید واژه- خودرو الکتریکی،نلب، شبکه هوشمند
-1 مقدمه
در حال حاضر مقابله با ریسک هاي تأمین انرژي و کاهش آلودگی و افزایش قابلیت اطمینان در تأمین برق و افزایش کیفیت برق تحویلی به مشترك، مهمترین مسائلی هستند که در حوزه انرژي با آن روبرو هستیم. علاوه بر این با کاهش منابع سوختهاي فسیلی که منبع اصلی براي تولید برق میباشند، مراکز مطالعاتی و پژوهشی استفاده از انرژيهاي تجدید پذیر را براي سالهاي آتی توصیه میکنند. یکی از راههاي که جوامع براي برخورد با این موضوع یافتهاند، استفاده از خودروهاي برقی است که با اتصال به شبکه سراسري میتوانند به عنوان یک منبع تولید پراکنده براي سیستم باشند. با توجه به بی سابقه و نو بودن این حرکت، نگرانیهاي زیادي در مورد اتصال این منابع به شبکه و تأثیرات احتمالی آنها بر عملکرد سیستم به وجود میآید. به عنوان مثال، تأثیراتی که بر قابلیت اطمینان، بازده و قیمت برق ممکن است بگذارند، نگران کننده خواهد بود. بنابراین باید این ریسکها در نظر گرفته شده و برنامه ریزي صحیحی انجام شود. در این مقاله سعی بر بررسی امکان استفاده از خودرو هاي برقی براي رفع تراکمهاي محلی رخ داده در خطوط را داریم. در حقیقت بررسی این موضوع به نوعی بررسی تأثیر استفاده از خودروهاي برقی بر قابلیت اطمینان سیستم نیز میباشد، زیرا وقوع تراکم در خطوط موجب عدم تأمین بار و در نتیجه بی برق شدن بخشی از سیستم خواهد شد.
-2 انواع خودروهاي برقی - - EV
خودروهاي برقی را از دیدگاه منبع انرژي مورد استفاده میتوان به سه دسته تقسیم نمود: الف - خودروهاي هیبریدي یا دوگانهجبغدض1 که شارژ باطري از طریق موتور احتراق داخلی جکغهعض2 و گرفتن ترمز تامین میگردد ، ب - خودروهاي هیبریدي قابل اتصال به3جبغدبض که شارژ باطري از طریق موتور و گرفتن ترمز و اتصال به شبکه تامین میگردد. ج - خودروهاي تمام برقی یا یاجبغBض4 که شارژ باطري از طریق اتصال به شبکه تامین میگردد. نمایی از انواع خودروهاي برقی در شکل - - 1 آورده شده است.
-1-2 خودروهای برقی هیبریدی یا دوگانه - - EHV
خودرو هیبریدي یا دوگانه خودرویی است که براي حرکت کردن از ترکیب دو یا چند منبع مجزاي قدرت استفاده میکند. در بیشتر موارد از این نام در اشاره به خودرو برقی دوگانه استفاده میشود که در سیستم پیشرانه آنها یک موتور احتراق داخلیمعمولاً - بنزینی - در کنار یک یا چند موتور الکتریکی قرار دارد و خودرو این قابلیت را دارد که فقط از یکی از این منابع انرژي یا هر دو آنها در کنار یکدیگر استفاده کند ح خودروهاي دوگانه را میتوان به چهار زیر گروه سري، موازي، سري-موازي و پیچیده یا کمپلکس تقسیم کردکه این نامگذاريها به حالتیکه موتور درونسوز و موتور الکتریکی توان را به چرخها وارد میکند، باز میگردد:
الف- خودرو دوگانه سري در هیبرید سري، موتور درونسوز به یک ژنراتور توان وارد میکند ح الکتریسیته تولید شده یا باتري را شارژ میکند و یا توان را به صورت مستقیم وارد موتور الکتریکی میکند. ساختار ساختار خودرو دوگانه سري در شکل - - 2 نشان داده شده است.
ب-خودرو دوگانه موازي ساختار هیبرید موازياساساً از یک چرخه تولید همراه با منبع انرژي در موازات آن تشکیل شدهاست. در این ساختار موتور درونسوز همچنان به وسیله جعبه دنده به چرخها متصل است و با چرخش دندهها محدود میشود. در نتیجه بار غهع همچنان به طور مستقیم با توان درخواستی متغیر خودرو پیوند دارد، همچنین از سیستم الکتریکی نیز براي به حرکت درآوردن خودرو استفاده میشود و هنگامیکه به حداکثر نیرو نیاز است هر دو با همدیگر آغاز به انتقال نیرو به چرخ میکنند. ساختار خودرو دوگانه موازي در شکل - - 3 نشان داده شده است.
ج-خودروي دوگانه سري-موازي در ساختار دوگانه سري موازي، براي استفاده از مزایاي هر کدام و رفع معایب آنها، ساختارهاي هیبرید سري و هیبرید موازي ترکیب میشود، در این ترکیب یک المان مکانیکی اضافی در مقایسه با هیبرید سري و یک ژنراتور اضافی در مقایسه با هیبرید موازي اضافه میشود.
د- خودروي دوگانه کمپلکس این ساختار نیز شبیه به ساختار قبل است و فقط چیدمان قطعات آن متفاوت استح
-2-2 خودرو به شبکهها - V2G - 5
با تغییراتی ساده در مدارات الکترونیک قدرت خودروهاي هیبریدي میتوان خودروهایی ساخت که بتوانند برق ذخیره شده در باتري خود را هنگامی که در یک پارکینگ6، پارك شده و در حال حرکت نیستند، به شبکه برق منتقل نمایند. با اتصال این خودروها به شبکه برق مفهوم جدیدي به نام خودرو به شبکهجنلبض به وجود میآید. این تکنولوژي سبب میشود که هر یک از صاحبان خودرو بتوانند علاوه بر ذخیره انرژي در باتري خودرو جهت حرکت، بخشی از انرژي ذخیره شده در باتري خود را به شبکه تزریق نمایند.[2] از آنجا که قیمت برق در بیشتر کشورهاي جهان در ساعات شب ارزانتر از ساعات روز و به ویژه ساعات اوج مصرف میباشد، میتوان نلبها را در موقع شب شارژ نموده و از انرژي ارزانتر ذخیره شده در باتري آنها در هنگام روز که قیمت انرژي بیشتر است، به منظور حمل و نقل استفاده کرد و یا میتوان این انرژي را در ساعات اوج مصرف که قیمت انرژي بسیار بالاست، به شبکه انتقال داد.
ظرفیت ذخیره انرژي هر خودرو در مقایسه با توان تبادل شده با شبکه برق بسیار محدود و ناچیز میباشد، اما در صورتی که تعدادي خودرو در یک پارکینگ قرار داشته باشند، مطالعه اثر آنها بر شبکه قابل ملاحظهتر خواهد بود.[3] از آنجا که مدت زمان لازم براي شارژ باتري این خودروها طولانی است مسافتی که این خودروها قادر به طی آن هستند طولانی نخواهد بود. همانند نلبها، پارکینگها نیز امکان تبادل دو طرفه توان با شبکه برق7 را دارا میباشند. از آنجا که تعداد پارکینگها در مقایسه با تعداد نلبها کمتر میباشد، مطالعه تأثیر پارکینگها بر شبکه آسانتر صورت میپذیرد. براي این کار ابتدا بایستی تأثیر متقابل پارکینگها و نلبها مورد مطالعه قرار گرفته و رفتار پارکینگ از لحاظ میزان توان درخواستی از شبکه معین شود. روند رو به رشد کشورهاي مختلف در بهرهگیري از شبکه هوشمند، نشان میدهد که این ایده، در مواجهه با چالشهاي آینده انرژي، مفید خواهد بود.
-3 لزوم برنامه ریزي براي بگارگیري خودروهاي برقی در کشور عوامل و انگیزه هاي موجود جهت بکارگیري خودرو برقی در دنیا به شرح ذیل میباشد:
- سیاستهاي کلان اقتصادي همچون ایجاد ارزش افزوده و اشتغال
- کاهش وابستگی به منابع سوختهاي فسیلی و افزایش امنیت انرژي
- اهمیت مساله تغییر اقلیم به عنوان یک چالش جهان
آلودگی محیط زیست یکی از معضلاتی است که دنیاي کنونی با آن دست به گریبان است ح به همین دلیل امروزه تولیدکنندگان اتومبیل بر آن شده اند تا با استفاده از انرژي الکتریکی، مصرف سوختهاي فسیلی را در اتومبیلها کاهش دهند و بدین صورت به کاهش سرعت در گسترش آلودگیها کمک کنندح
