Nghiên cứu cho thấy việc lập kế hoạch cẩn thận về vị trí đặt trạm sạc EV có thể giảm bớt hoặc loại bỏ nhu cầu về các nhà máy điện mới
của David L. Chandler, Học viện Công nghệ Massachusetts
Ảnh: Pixabay/CC0
Các kế hoạch quốc gia và toàn cầu để chống biến đổi khí hậu bao gồm tăng điện khí hóa các phương tiện và tỷ lệ điện năng được tạo ra từ các nguồn tái tạo. Nhưng một số dự đoán cho thấy rằng những xu hướng này có thể đòi hỏi các nhà máy điện mới tốn kém để đáp ứng mức tải cao điểm vào buổi tối khi ô tô được cắm điện sau ngày làm việc. Hơn nữa, việc sản xuất quá nhiều năng lượng từ các trang trại năng lượng mặt trời vào ban ngày có thể lãng phí công suất phát điện có giá trị.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu của MIT đã phát hiện ra rằng có thể giảm thiểu hoặc loại bỏ cả hai vấn đề này mà không cần đến các hệ thống công nghệ tiên tiến gồm các thiết bị được kết nối và giao tiếp theo thời gian thực. Điều này có thể làm tăng thêm chi phí và mức tiêu thụ năng lượng. Thay vào đó, việc khuyến khích đặt các trạm sạc cho xe điện (EV) theo những cách chiến lược, thay vì để chúng mọc lên ở bất cứ đâu và thiết lập hệ thống để bắt đầu sạc cho ô tô vào những thời điểm bị trì hoãn có thể tạo ra sự khác biệt hoàn toàn.
Nghiên cứu sẽ được công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science vào ngày 15 tháng 3, của Zachary Needell Ph.D. '22, postdoc Wei Wei, và Giáo sư Jessika Trancik của Viện Dữ liệu, Hệ thống và Xã hội của MIT.
Trong phân tích của họ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu được thu thập ở hai thành phố mẫu: New York và Dallas. Dữ liệu được thu thập từ, trong số các nguồn khác, các bản ghi ẩn danh được thu thập thông qua các thiết bị trên xe và các cuộc khảo sát lấy mẫu cẩn thận các nhóm dân số để bao gồm các hành vi du lịch thay đổi. Họ cho thấy thời gian trong ngày ô tô được sử dụng và trong bao lâu cũng như thời gian phương tiện sử dụng ở các loại địa điểm khác nhau — khu dân cư, nơi làm việc, mua sắm, giải trí, v.v.
Trancik cho biết, những phát hiện này "hoàn thiện bức tranh về câu hỏi đặt bộ sạc ở đâu một cách chiến lược để hỗ trợ việc áp dụng EV và cũng hỗ trợ lưới điện."
Ví dụ, sự sẵn có tốt hơn của các trạm sạc tại nơi làm việc có thể giúp hấp thụ năng lượng cao điểm được sản xuất vào giữa trưa từ việc lắp đặt năng lượng mặt trời, điều này có thể trở nên lãng phí vì không tiết kiệm để xây dựng đủ pin hoặc dung lượng lưu trữ khác để tiết kiệm tất cả nó cho sau này trong ngày. Do đó, bộ sạc tại nơi làm việc có thể mang lại lợi ích kép, giúp giảm tải cao điểm vào buổi tối do sạc xe điện và cũng tận dụng sản lượng điện mặt trời.
Những tác động này đối với hệ thống điện là đáng kể, đặc biệt nếu hệ thống phải đáp ứng nhu cầu sạc cho một đội phương tiện cá nhân chạy điện hoàn toàn cùng với các nhu cầu điện cao điểm khác, chẳng hạn như vào những ngày nóng nhất trong năm. Các nhà nghiên cứu cho biết, nếu không được giảm nhẹ, nhu cầu sạc xe điện cao điểm vào buổi tối có thể yêu cầu lắp đặt thêm công suất phát điện lên tới 20%.
Wei cho biết: "Sạc chậm tại nơi làm việc có thể được ưa chuộng hơn so với các công nghệ sạc nhanh hơn để cho phép sử dụng nhiều hơn các nguồn năng lượng mặt trời vào giữa trưa".
Trong khi đó, với việc trì hoãn sạc tại nhà, mỗi bộ sạc EV có thể đi kèm với một ứng dụng đơn giản để ước tính thời gian bắt đầu chu kỳ sạc để sạc ngay trước khi cần đến vào ngày hôm sau. Không giống như các đề xuất khác yêu cầu kiểm soát tập trung chu kỳ sạc, một hệ thống như vậy không cần liên lạc thông tin giữa các thiết bị và có thể được lập trình trước—đồng thời có thể thực hiện một sự thay đổi lớn về nhu cầu trên lưới điện do mức độ thâm nhập của EV ngày càng tăng. Trancik nói, lý do nó hoạt động tốt như vậy là do sự thay đổi tự nhiên trong việc thúc đẩy hành vi giữa các cá nhân trong một quần thể.
Bằng cách "sạc tại nhà", các nhà nghiên cứu không chỉ đề cập đến thiết bị sạc trong nhà để xe hoặc khu vực đỗ xe riêng lẻ. Họ nói rằng điều cần thiết là phải cung cấp các trạm sạc ở các vị trí đỗ xe trên đường và trong các khu vực đỗ xe của tòa nhà chung cư.
Trancik cho biết những phát hiện này nêu bật giá trị của việc kết hợp hai biện pháp—sạc tại nơi làm việc và sạc chậm tại nhà—để giảm nhu cầu điện cao điểm, lưu trữ năng lượng mặt trời và đáp ứng thuận tiện nhu cầu sạc của người lái xe trong cả ngày. Như nhóm đã chỉ ra trong nghiên cứu trước đó, sạc tại nhà có thể là một thành phần đặc biệt hiệu quả trong gói chiến lược về các địa điểm sạc; Họ nhận thấy rằng sạc tại nơi làm việc không phải là sự thay thế tốt cho sạc tại nhà để đáp ứng nhu cầu của người lái xe trong cả ngày.
"Cho rằng có rất nhiều tiền công sẽ được dùng để mở rộng cơ sở hạ tầng sạc," Trancik nói, "làm thế nào để bạn khuyến khích vị trí sao cho điều này sẽ được tích hợp hiệu quả và hiệu quả vào lưới điện mà không cần mở rộng thêm công suất? " Nghiên cứu này cung cấp một số hướng dẫn cho các nhà hoạch định chính sách về nơi tập trung các quy tắc và ưu đãi.
"Tôi nghĩ một trong những điều thú vị về những phát hiện này là bằng cách có chiến lược, bạn có thể tránh được rất nhiều cơ sở hạ tầng vật chất mà bạn sẽ làm khác."
cô ấy nói. — nơi chúng xảy ra và khi chúng xảy ra."
Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng việc sạc pin tại nhà bị trì hoãn có thể tạo ra sự khác biệt đáng ngạc nhiên. "Về cơ bản, nó khuyến khích mọi người bắt đầu sạc sau. Đây có thể là thứ được lập trình sẵn trong bộ sạc của bạn. Bạn khuyến khích mọi người trì hoãn việc bắt đầu sạc một chút, để không phải tất cả mọi người đều sạc cùng một lúc, và điều đó làm giảm bớt thời gian đỉnh cao."
Một chương trình như vậy sẽ yêu cầu một số cam kết trước từ phía những người tham gia. "Bạn sẽ cần phải có đủ người cam kết tham gia chương trình này trước để tránh đầu tư vào cơ sở hạ tầng vật chất," Trancik nói. "Vì vậy, nếu bạn có đủ người đăng ký, thì về cơ bản, bạn không cần phải xây dựng thêm các nhà máy điện đó."
Không có gì chắc chắn rằng tất cả những điều này sẽ sắp xếp vừa phải và việc đưa ra sự kết hợp đúng đắn của các biện pháp khuyến khích sẽ rất quan trọng. "Nếu bạn muốn xe điện hoạt động như một công nghệ lưu trữ năng lượng mặt trời hiệu quả, thì thị trường [EV] cần phát triển đủ nhanh để có thể làm được điều đó," Trancik nói.
Cô ấy nói, để sử dụng tốt nhất các quỹ công nhằm giúp thực hiện điều đó, "bạn có thể khuyến khích việc lắp đặt tính phí, lý tưởng nhất là quá trình này sẽ trải qua một quá trình cạnh tranh—trong khu vực tư nhân, bạn sẽ có các công ty đấu thầu các dự án khác nhau, nhưng bạn có thể khuyến khích việc lắp đặt tính năng sạc tại nơi làm việc, chẳng hạn, để khai thác cả hai lợi ích này." Trancik cho biết thêm, bộ sạc mà mọi người có thể truy cập khi họ đỗ xe gần nơi ở của họ cũng rất quan trọng, nhưng vì những lý do khác. Sạc tại nhà là một trong những cách để đáp ứng nhu cầu sạc đồng thời tránh những gián đoạn bất tiện cho hoạt động đi lại của mọi người.
