Zapisz się na codzienne aktualizacje wiadomości z CleanTechnica na e-mail. Lub śledź nas w Google News!

Zarówno Thomas Edison, jak i George Westinghouse byli pionierami wykorzystania energii elektrycznej w domach i fabrykach. Edison był zwolennikiem prądu stałego (DC), podczas gdy Westinghouse opowiadał się za prądem przemiennym (AC). (Nie zapominajmy o Nikoli Tesli, który również przyczynił się do naszego zrozumienia elektryczności.) Przejdźmy szybko do czasów dzisiejszych, kiedy prąd przemienny stał się standardem w zakresie utrzymywania włączonych świateł i obsługi urządzeń. Gdzieś uśmiecha się George Westinghouse.

W zasadzie na tym poziomie sytuacja wyglądała do niedawna. Ale teraz na rynku pojawiło się nowe urządzenie, które działa na prąd stały. To samochód elektryczny. Dziś, gdy akumulator naszego samochodu elektrycznego się rozładowuje, podłączamy go do prądu w domu, gdzie prąd zmienny 110 V powoli ładuje akumulator. Niektórzy mają w garażach obwody 220 V, dzięki którym można szybciej naładować samochód elektryczny, ale nadal będzie to prąd zmienny.

Baterie przechowują energię elektryczną w postaci prądu stałego. Samochody elektryczne potrzebują urządzenia zwanego ładowarką pokładową, które przekształca prąd przemienny na prąd stały w celu naładowania. Większość ładowarek pokładowych może dostarczyć około 11 kW mocy. Ale o to chodzi. Nawet przy mocy 11 kW ładowanie wyczerpanego akumulatora może zająć kilka godzin.

Aby uzyskać szybsze ładowanie, potrzebujemy Sprzęt do ładowania prądem stałym, który omija wbudowaną ładowarkę i wysyła elektrony bezpośrednio do akumulatora. Najniższe ładowarki prądu stałego zapewniają moc 50 kW — pięć razy szybciej niż obsługuje większość ładowarek pokładowych — a najpotężniejsze są w stanie dostarczyć moc 350 kW. Wkrótce pojawią się ładowarki DC o jeszcze większej mocy. W USA tzw Krajowa infrastruktura pojazdów elektrycznych Ustawa wymaga, aby każda lokalizacja ładowania posiadała co najmniej dwie ładowarki prądu stałego o mocy 150 kW, aby kwalifikować się do finansowania federalnego.

Ładowanie prądem stałym to przyszłość

W opinii napisanej dla Elektrycznaniezależny dziennikarz Christoph Schwarzer twierdzi, że infrastruktura ładowania prądem stałym to przyszłość – nie tylko wzdłuż głównych szlaków komunikacyjnych, ale także w centrach handlowych, a ostatecznie nawet w naszych domach.

Schwarzer podaje kilka powodów swojej prognozy. Pierwszym z nich jest czas. Ładowarki prądu przemiennego działają po prostu zbyt długo. Przewiduje, że ludzie będą używać ładowarek prądu stałego do uzupełniania akumulatorów podczas zakupów spożywczych lub robienia innych rzeczy, które zajmują mniej niż 30 minut.

Oczekiwanie na ładowarkę już się dzieje w określonych porach dnia lub w określone dni tygodnia – mówi. Jeśli będziemy polegać na ładowarkach sieciowych, czas oczekiwania będzie coraz dłuższy. W miarę jak do floty samochodów osobowych i ciężarowych na drogach przybywa coraz więcej samochodów elektrycznych, konieczne będzie ich jak najszybsze ładowanie. „W przeciwnym razie system nie będzie działać” – mówi.

Lars Walch jest wiceprezesem ds. sprzedaży elektromobilności w EnBW, lokalnym przedsiębiorstwie użyteczności publicznej w niemieckim kraju związkowym Badenia-Wirtembergia. Jako przedsiębiorstwo użyteczności publicznej jest przyzwyczajone do długoterminowego myślenia o swoich potrzebach infrastrukturalnych. Walch postrzega szybkie ładowanie prądem stałym jako „najlepsze doświadczenie klienta”.

W dłuższej perspektywie, pisze Schwarzer, „tylko ładowanie prądem stałym daje operatorom perspektywę zysku z inwestycji w stacje ładowania, stacje transformatorowe, fundamenty i dachy. Walch wie, że można zarobić na infrastrukturze ładowania, ale to jeszcze nie nastąpi. W 2023 r. EnBW oddawało do użytku co najmniej jedną placówkę (średnio) na dzień roboczy – wszystkie z nich to DC.

„Patrząc na rynek, widzimy, że główni konkurenci EnBW wywodzą się albo z przemysłu samochodowego (Ionity i Tesla), albo z przemysłu naftowego (Aral Pulse i Shell Recharge należące do BP). Koncerny naftowe najwyraźniej przygotowują się na dzień, w którym zostaną pozwane przed jakiś międzynarodowy sąd za dziesięciolecia emisji CO2 i będą potrzebować strategii obrony. Dodaje, że wśród wielu przedsiębiorstw użyteczności publicznej w Niemczech rośnie świadomość, że ładowanie w miejscach publicznych może być opłacalne tylko wtedy, gdy wykorzystywane są ładowarki prądu stałego. „Klimatyzacja to strata miejsca i czasu na parkowaniu” – mówi.

Najważniejszym elementem dla obszarów miejskich i gęsto zaludnionych jest możliwość ładowania w prywatnych, publicznie dostępnych stacjach ładowania prądem stałym. Inaczej mówiąc – na parkingu supermarketu. Drzemie tu ogromny potencjał, który właściciele coraz częściej wykorzystują. To już nie wizja przyszłości, w której właściciele pojazdów elektrycznych będą woleli jechać do centrum handlowego, gdzie podczas zakupów będą mogli naładować akumulator trakcyjny.

Do tego momentu wszystko jest jasne. Ze względu na ograniczoną przestrzeń i rozwój elektromobilności nie ma możliwości obejścia najszybszego możliwego ładowania prądem stałym. Dzieje się tak już od dawna i będzie jeszcze bardziej widoczne w kontekście megawatowego systemu ładowania (MCS) dla elektrycznych ciężarówek. A jeśli obciążenia szczytowe w sieci wysokiego napięcia staną się zbyt kosztowne, należy zbudować stacjonarne systemy magazynowania buforowego.

Ładowanie prądem stałym w pracy

Schwarzer uważa, że ​​nawet pracodawcy wkrótce zobaczą, że infrastruktura ładowania prądem stałym będzie preferowanym wyborem w przyszłości. „Powyżej pewnego rozmiaru korzystanie z prądu stałego zamiast prądu przemiennego nie jest już droższe. Zasada ta nazywa się DockChain — rodzaj głównej ładowarki zaopatrującej wiele pojedynczych punktów prądu stałego w energię elektryczną w zależności od zapotrzebowania. System można elastycznie rozbudowywać, a w razie potrzeby oferuje także możliwość szybkiego ładowania.”

Dockchain to system opracowany przez zespół z University College Dublin i Imperial College London. DockChain umożliwia szybkie ładowanie prądem stałym na wszystkich miejscach parkingowych za cenę niewiele wyższą niż koszt powolnego ładowania prądem zmiennym. Szybko naładuj dowolny samochód lub furgonetkę, kiedy tego potrzebujesz. Tanie ładuj wszystkie swoje samochody osobowe i dostawcze, mówi Idź Ewo, firma komercjalizująca technologię DockChain. „Wyobraźmy sobie świat, w którym nie musisz myśleć o tym, które miejsce parkingowe jest ładowane, ponieważ wszystkie tak robią. To DockChain” – podaje firma na swojej stronie .

„Nie jest więc od razu powiedziane, że duże parkingi firmowe muszą być wyposażone w dużą liczbę punktów klimatyzacji. To prawdopodobnie jedynie rozwiązanie tymczasowe” – pisze Schwarzer.

Ładowanie prądem stałym w domach

Schwartzer wierzy, że ładowanie prądem stałym stanie się normą dla kierowców samochodów elektrycznych w domu również. Może się to wydawać sprzeczne z intuicją, ale powodem jest wzrost liczby dachowych systemów fotowoltaicznych i akumulatorów w budynkach mieszkalnych, z których wszystkie działają na prąd stały. Dzięki zastosowaniu domowych ładowarek prądu stałego wszystkie te elementy mogą dzielić ze sobą energię elektryczną bez konieczności stosowania falownika do konwersji prądu stałego na prąd przemienny i odwrotnie. Wszystkie konwersje wiążą się ze stratami, a ponieważ prąd przepływa tam i z powrotem między panelami słonecznymi, akumulatorami EV i akumulatorami do użytku domowego kilka razy dziennie, straty te staną się znaczące.

Schwartzer twierdzi, że przemysł motoryzacyjny byłby zachwycony, gdyby mógł zrezygnować z pokładowych urządzeń do ładowania prądem przemiennym. „Nie ma znaczenia, z jakiego kontynentu pochodzi producent. Jeśli możliwe będzie wyeliminowanie komponentu, który kosztuje, zajmuje miejsce montażowe i dużo waży, przemysł samochodowy będzie zachwycony takim rozwiązaniem. Typowa ładowarka o mocy 11 kW kosztuje obecnie niecałe 200 euro. To się opłaca, jeśli uda się to uratować miliony razy.”

Jedzenie na wynos

Schwartzer zdaje sobie sprawę, że systemy prądu stałego są obecnie droższe, ale uważa, że ​​korzyści skali spowodują, że różnica w kosztach między ładowaniem prądem przemiennym i stałym z czasem się zmniejszy. „W rezultacie prawdopodobne jest założenie DC tylko w scenariuszu obejmującym pojazdy w 100% elektryczne. Może to zająć bardzo dużo czasu, być może do 2050 r. Nie jest to jednak wykluczone”.

Jeśli rzeczywiście rośnie liczba urządzeń zasilanych prądem stałym – paneli słonecznych, akumulatorów do użytku domowego i samochodów elektrycznych – logiczne jest, że powinny one móc współpracować bez konieczności niekończącej się konwersji na prąd przemienny i odwrotnie. Gdzieś uśmiecha się Thomas Edison.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://cleantechnica.com/2023/12/30/why-dc-charging-for-electric-cars-will-become-the-norm-eventually/