Исследователи из Сколтеха разработали вычислительную модель (набор правил и формул для расчёта), которая позволяет промышленным предприятиям сравнивать разные способы снизить расходы на электроэнергию. В основе - использование солнечных панелей на территории завода и аккумуляторов электромобилей сотрудников. Работа опубликована в журнале Applied Energy.

Солнечная и ветровая генерация занимают всё большую долю в мировой энергетике, но для них требуется много земли, а существующие линии электропередачи не всегда справляются с дополнительной нагрузкой. Один из выходов - производить электричество рядом с местом потребления. Заводы подходят для этого хорошо: у них большие крыши и территории, а спрос на энергию достаточно велик, чтобы использовать её на месте.

Электромобили, припаркованные у офиса, часами стоят без дела. Если подключить их к двусторонним зарядным станциям (такие устройства позволяют электричеству течь и в аккумулятор, и обратно), машины могут отдавать часть энергии заводу. Эта технология называется vehicle-to-grid, или "автомобиль - в сеть". Однако, в отличие от стационарных батарей, электромобили приезжают и уезжают вместе с владельцами. К концу дня в аккумуляторе должен остаться заряд для поездок, а водитель может вообще отказаться от участия.

Модель, предложенная командой, связывает готовность водителей участвовать, цены на зарядку, компенсацию за отдачу энергии и уровень заряда батарей. Иными словами, стимулы определяют, сколько гибкости получит завод: не каждая подключённая машина автоматически считается доступной.

В тестовом сценарии на 10 лет исследователи сравнили шесть вариантов: только сеть, только солнечные панели, только технология "автомобиль - в сеть", солнце с управляемой зарядкой, а также комбинации солнца и двусторонней зарядки при фиксированном и поведенческом допущении об участии водителей. Расчёты проводились для московских условий, где промышленные потребители платят за электроэнергию по часовым ценам и отдельно за мощность, связанную с пиковыми часами.

Результаты показали: солнечные панели снижают закупки электричества, а координация зарядки и разрядки машин создаёт дополнительную ценность. Управляемая зарядка приносит выгоду даже без отдачи энергии из батарей, а двусторонний режим даёт ещё больше гибкости. Учёт реальной готовности водителей приводил к более осторожным финансовым оценкам, чем допущение, что участвуют все технически доступные автомобили. По эффективности вложений решение только с технологией "автомобиль - в сеть" окупается быстрее, чем в паре с солнечными панелями, хотя последний вариант обещает большую доходность в долгосрочной перспективе.

"Электромобили сотрудников позволяют использовать один и тот же аккумулятор и для личных поездок, и для энергетической гибкости завода. Мы учитываем готовность водителей участвовать в координации солнечной генерации, зарядки и разрядки. Это помогает бизнесу сравнивать схемы работы и оценивать, оправдывает ли дополнительная гибкость инвестиции", - приводит слова ведущего автора работы Ахмеда Эльтвама, аспиранта программы "Инженерные системы" Сколтеха, пресс-служба.

Авторы подчёркивают: выводы основаны на моделировании с оценочными рыночными и операционными данными. Предположения об участии водителей взяты из ранее опубликованных исследований, а не из опроса на конкретном предприятии. Хотя расчёты выполнены для Москвы, модель можно адаптировать под местные цены, правила оплаты, спрос, погоду и доступность машин. Финансовые результаты остаются привязанными к проанализированным условиям. Проверка и калибровка модели на реальных данных о зарядке электромобилей на работе - приоритет будущих исследований.

Источник: Tech Xplore