MM-241898_GWA_Load-Management_e-Mobility_2000x2000.jpg

E-mobilność – rozwiązania WAGO dla zarządzania obciążeniem

Ładowanie pojazdów elektrycznych (EV-charging) staje się coraz ważniejsze w kontekście transformacji energetycznej i transportowej. Inteligentne rozmieszczenie punktów ładowania i zarządzanie obciążeniem stanowią główne wyzwania w obszarze rosnącej e-mobilności dla operatorów sieci, zarządców obiektów oraz przedsiębiorstw przemysłowych.
WAGO oferuje indywidualne rozwiązania dla infrastruktury ładowania w e-mobilności w zakresie jej przyłączania oraz sterowania przepływem energii.

Zarządzanie energią/obciążeniem

Dopasowana do potrzeb integracja sieci i zarządzanie infrastrukturą ładowania

Ogromny wzrost liczby stacji ładowania (zarówno tych prywatnych, jak i komercyjnych) staje się coraz większym wyzwaniem, zwłaszcza dla sieci energetycznej. System zarządzania ładowaniem i obciążeniem jest potrzebny do kontrolowania przepływu energii w celu zapobiegania przeciążeniom sieci. Jednak zarządzanie obciążeniem nie kończy się na stacji ładowania.

Elastyczne i przyszłościowe rozwiązania WAGO sprawiają, że problem integracji z siecią i zarządzania infrastrukturą ładowania w e-mobilności jest możliwy do rozwiązania w ekonomiczny sposób.

Techniczne interesująca jest możliwość analizy sieci i zarządzania obciążeniem za pomocą jednego sterownika, jak również wykorzystanie istniejących już rozwiązań aplikacyjnych w przemyśle, technice budynkowej i energetyce.

Przegląd korzyści:

  • różnorodność protokołów i interfejsów umożliwiających połączenie komunikacyjne pomiędzy różnymi producentami i odbiornikami

  • szeroki wybór produktów z zakresu automatyki, techniki łączenia oraz elektroniki interfejsów oferujący sprzęt o modułowej i dynamicznej konstrukcji

     

  • wiedza i wieloletnie doświadczenie we współpracy z różnymi producentami stacji ładowania

  • indywidualne rozwiązania dla klientów i branżowe wsparcie techniczne w zakresie planowania i realizacji projektów

E-mobilność – zarządzanie obciążeniem to dużo więcej niż tylko zarządzanie stacjami ładowania

Ogromny wzrost elektromobilności działa jak katalizator dla transformacji energetycznej w zakresie zarządzania obciążeniami. Dzięki rozwiązaniom WAGO integracja e-mobilności i zarządzania obciążeniem może być realizowana w postaci całościowego, przyszłościowego systemu zarządzania energią. Umożliwia to elastyczne bilansowanie wytwarzania, magazynowania i zużycia energii z odnawialnych źródeł przy zachowaniu bezpieczeństwa dostaw.

1

Punkt przyłączenia do sieci

Punkt przyłączenia do sieci (w skrócie GCP) to najbardziej newralgiczna część systemu. Musi on spełniać wymagania sieci energetycznej. Z kolei zarządzanie obciążeniem zapewnia, że zabezpieczenia nie zostaną przeciążone.

2

Wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł

Wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł jest zdecentralizowane i podlega wahaniom, na przykład w farmach wiatrowych, elektrowniach fotowoltaicznych i biogazowych lub elektrociepłowniach. Zarządzanie obciążeniem zapewnia, że wytworzona energia jest wykorzystywana efektywnie i może być wprowadzona do sieci w sposób zgodny z jej wymaganiami.

3

Infrastruktura do ładowania

Aby umożliwić korzystanie z e-mobilności, niezbędna jest kompleksowa infrastruktura ładowania. WAGO oferuje w tym celu zarówno statyczne, jak i dynamiczne zarządzanie obciążeniem sieciowym.

4

Magazyny energii

Połączone rozwiązania dla magazynowania energii (od małych przydomowych magazynów, przez duże systemy magazynujące, aż po wodorowe akumulatory wykorzystywane w przemyśle) sprawiają, że zielona energia elektryczna może być wykorzystywana nawet wtedy, gdy nie ma wiatru lub słońca.

5

Odbiorcy energii

Wszystkie budynki oraz zakłady produkcyjne potrzebują energii. Jeśli znajdują się w nich odbiorniki wykorzystujące energię elektryczną (takie jak pompy ciepła) ich zapotrzebowanie wzrasta jeszcze bardziej. Dlatego zarządzanie obciążeniem i energią obejmuje również efektywne energetycznie zarządzanie budynkami i ograniczanie obciążeń szczytowych w przemyśle.

Energetyka

Transformacja energetyczna wymaga precyzyjnych i szybkich rozwiązań dla stabilnego bezpieczeństwa dostaw. System zarządzania energią WAGO umożliwia stabilizację obciążeń i ochronę stacji przyłączeniowych przed przeciążeniem.

Technika budynkowa

Tendencja do budowania samowystarczalnych budynków wymaga coraz częściej kontroli wielu przepływów energii. W przyszłości nieodzowny będzie system zarządzania sterujący obciążeniem chłodzenia stacji ładowania lub pomp ciepła.

mm-31018_key-visuals-industrie-sectors_building_2000x1125.jpg

FAQ – pytania i odpowiedzi dotyczące e-mobilności
i zarządzania obciążeniem dla infrastruktury ładowania

System zarządzania obciążeniem infrastruktury ładowania umożliwia rozbudowę i integrację e-mobilności w sieciach elektroenergetycznych. System zarządzania obciążeniem do ładowania pojazdów elektrycznych reguluje moc kilku punktów ładowania w taki sposób, że istniejące przyłącze sieciowe może być optymalnie wykorzystane – bez konieczności zwiększania podłączonego obciążenia, a nawet bez konieczności stosowania nowego transformatora w punkcie przyłączenia do sieci. Dlatego w przypadku wielu punktów ładowania do integracji infrastruktury ładowania niezbędny jest z reguły system zarządzania obciążeniem. Wynika to z tego, że podczas planowania większości budynków, parkingów i garaży podziemny nie przewiduje się z reguły dużych rezerw mocy.

Statyczne zarządzanie obciążeniem jest najprostszym rodzajem systemu zarządzania obciążeniem, w którym wstępnie ustawiona statyczna wartość mocy jest dostępna dla wszystkich obciążeń. Przy statycznym zarządzaniu obciążeniem nie bierze się pod uwagę innych odbiorników ani źródeł energii.

Przykład statycznego zarządzania obciążeniem dla infrastruktury ładowania:

Dostępne są trzy stacje ładowania o łącznej mocy 22 kW Jeśli na trzech stacjach ładowania ładuje się tylko jeden pojazd elektryczny, można go ładować z wykorzystaniem pełnych 22 kW. Jeśli podłączone są dwa pojazdy, te 22 kW są rozdzielane po równo pomiędzy dwa punkty ładowania.

Dynamiczne zarządzanie obciążeniem różni się od statycznego pod jednym zasadniczym względem. Dostępna energia nie jest już statyczna, lecz zmienna. W przypadku dynamicznego zarządzania obciążeniem infrastruktury ładowania dostępna energia jest mierzona i dynamicznie rozdzielana pomiędzy stacje ładowania. Na przykład, jeśli słońce świeci na instalacje słoneczne, które zasilają sieć, całkowita dostępna moc ładowania na stacjach ładowania jest zwiększana, aby zoptymalizować wykorzystanie dostępnej energii elektrycznej.

Z punktu widzenia branży energetycznej zarządzanie obciążeniem jest niezbędne do utrzymania stabilności sieci i zapewnienia bezpieczeństwa dostaw. W obszarze e-mobilności oznacza to zaopatrywanie rosnącej infrastruktury ładowania w dodatkową wymaganą energię elektryczną, bez przeciążania punktów połączenia z siecią. Wymaga to zbilansowania wytwarzania i zużycia energii, a także w razie potrzeby jej magazynowania. Jednak energia ze zdecentralizowanych źródeł odnawialnych ulega wahaniom. Dlatego ważne jest, aby nadwyżki energii w sieci wykorzystać poprzez elastyczne obciążenia. Właśnie temu służą rozwiązania oferowane przez WAGO. Zarządzanie obciążeniem reguluje przepływ energii i kontroluje wszystkie odbiorniki, magazyny i źródła energii w sieci energetycznej.

Oprócz kosztów zużytej energii, firmy przemysłowe i handlowe, a także właściciele dużych obiektów, które przekraczają zapotrzebowanie ponad 100 megawatogodzin (MWh) muszą uiszczać tak zwaną opłatę przesyłową za zwiększone zapotrzebowanie. Jest to cena, którą należy zapłacić w przypadku przekroczenia ustawionego limitu. W przypadku opłaty przesyłowej maksymalny średni pobór mocy jest obliczany w odstępach co kwadrans. Zazwyczaj dla całego roku przyjmuje się kwadrans z najwyższą średnią wartością. Przykładowo, przy opłacie przesyłowej w wysokości 110 euro za kilowat (kW), szczytowe obciążenie 1000 kW może prowadzić do dodatkowych kosztów rocznych w wysokości 110 000 euro. Wraz z integracją infrastruktury ładowania dla e-mobilności pojawia się dodatkowy czynnik zużycia. Dlatego inteligentne zarządzanie obciążeniem dla przepływów energii jest niezwykle ważne, zwłaszcza w celu zapobiegania obciążeniom szczytowym (tzw. peak shaving), aby uniknąć dodatkowych kosztów.

WAGO oferuje rozwiązania komunikacyjne dla różnych odbiorników i źródeł energii – dla systemów sterowania budynkami, falowników, systemów magazynowania, systemów back-end, takich jak serwerowe bazy danych, chmura czy nawet stacje elektroenergetyczne. Duża różnorodność interfejsów umożliwia integrację elementów, w tym pomp ciepła i stacji ładowania, pochodzących od wielu producentów. Sterownik WAGO PFC200 obsługuje protokoły Modbus TCP, SunSpec, Modbus RTU, BACnet®, CANopen®, OCPP 1.6, a także protokoły telemetryczne jak np. IEC 60870 oraz inne. Umożliwia to integrację wszystkich zasobów, które są zaangażowane w rozwiązanie zarządzania obciążeniem. Ma to tę zaletę, że zarządzanie energią może być zintegrowane z istniejącymi systemami.

Zarządzanie energią to system wyższego poziomu, w którym wszystkie prądy obciążenia odbiorników i generatorów są stale mierzone, monitorowane i optymalizowane. Systemy zarządzania energią są stosowane w inteligentnych sieciach, takich jak smart grid, nanogrid i mikrosieci, w celu poprawy efektywności energetycznej. Dotyczy to nieruchomości, przedsiębiorstw przemysłowych, a nawet zakładów użyteczności publicznej. Podstawowym celem jest minimalizacja zużycia materiałów pomocniczych, dodatków i surowców. Zarządzanie obciążeniem dla infrastruktury ładowania zapewnia rozsądny rozkład istniejących obciążeń w ramach zarządzania energią. Zarządzanie obciążeniami jest więc tylko częścią ogólnego pakietu zarządzania energią – aczkolwiek bardzo ważną.