Aquest enfocament ajuda a reduir l'impacte de les càrregues de càrrega d'alta-potència a la xarxa local, millora la utilització de l'electricitat renovable i admet un transport amb menys-carboni. A mesura que l'adopció de vehicles elèctrics i el desplegament d'energia distribuïda segueixen creixent, les estacions integrades passen de projectes pilot a un ús comercial més ampli a les zones de servei d'autopistes, parcs industrials, complexos comercials, instal·lacions logístiques i llocs de càrrega comunitaris.
1. Quatre subsistemes bàsics
Sistema de generació solar fotovoltaica
El sistema fotovoltaic serveix com a font d'energia renovable del lloc, convertint la llum solar en electricitat. Els seus components principals inclouen mòduls fotovoltaics, inversors, estructures de muntatge, cables de CC, caixes combinadores i equips de protecció.
Els mòduls fotovoltaics converteixen la radiació solar en potència de corrent continu mitjançant l'efecte fotovoltaic. Aleshores, els inversors fotovoltaics converteixen aquesta potència de CC en electricitat de CA per utilitzar-la per a equips de càrrega, càrregues auxiliars o la xarxa.
Sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria
El sistema d'emmagatzematge d'energia actua com a amortidor d'energia de l'estació. Emmagatzema electricitat quan la producció solar està disponible o la demanda de la xarxa és menor, després l'allibera quan augmenta la demanda de càrrega o disminueix la generació renovable.
Actualment, la majoria dels projectes comercials utilitzen sistemes de bateries d'ions de liti-, especialment la química de fosfat de ferro de liti (LFP), a causa del seu fort perfil de seguretat, una llarga vida útil i una àmplia disponibilitat al mercat. Les bateries de flux redox de vanadi també es poden considerar per a aplicacions que requereixen un emmagatzematge de llarga-durada o un nombre molt elevat de cicles de càrrega-descàrrega.
Un sistema típic d'emmagatzematge d'energia de la bateria inclou bastidors o armaris de bateries, un sistema de conversió d'energia (PCS), un sistema de gestió de bateries (BMS), equips de gestió tèrmica, protecció contra incendis i sistemes de control de seguretat.
Infraestructura de càrrega de vehicles elèctrics
L'equip de recàrrega és la part del client-que s'enfronta a l'estació i lliura electricitat als vehicles elèctrics de manera segura i eficient.
Les configuracions típiques inclouen:
Carregadors ràpids de CC, que van des d'unitats de càrrega ràpida-estàndards fins a sistemes de càrrega amb refrigeració líquida-d'alta-potència
Carregadors de CA, que s'utilitza habitualment per a temps d'estada més llargs, com ara llocs de treball, comunitats residencials i llocs de càrrega de destinació
La tecnologia de càrrega-refrigerada per líquid s'utilitza cada cop més per a aplicacions d'alta-potència perquè pot suportar nivells de corrent més alts alhora que millora la manipulació del cable i el rendiment tèrmic.
Sistema de gestió energètica
El sistema de gestió d'energia, o EMS, és el centre de control operatiu de l'estació. Controla la generació solar, l'estat de càrrega de la bateria, l'ús del carregador, les càrregues de l'edifici i les condicions de la xarxa en temps real.
A partir d'aquestes dades, l'EMS pot coordinar els fluxos d'energia per prioritzar el consum renovable, gestionar la càrrega i descàrrega de les bateries, donar suport a la gestió de la demanda i optimitzar els horaris de càrrega. En aplicacions més avançades, els algorismes de previsió es poden utilitzar per millorar les decisions d'enviament en funció de la producció solar esperada, la demanda de càrrega i els períodes de tarifa elèctrica.
2. Tecnologies clau d'integració de sistemes
DC-Arquitectura acoblada
L'acoblament de CC integra la generació fotovoltaica, l'emmagatzematge de bateries i l'equip de càrrega de CC al costat de CC del sistema. Això pot reduir els passos de conversió d'energia innecessaris en comparació amb determinats dissenys-acoblats de CA.
Per exemple, l'electricitat de corrent continu-generada solar es pot encaminar més directament a l'emmagatzematge de la bateria o als equips de càrrega de corrent continu, en funció de la topologia del sistema. Això pot millorar l'eficiència de conversió d'energia i simplificar l'encaminament de l'energia, encara que el benefici real depèn de la selecció de l'equip, l'estratègia operativa i la configuració del lloc.
Els sistemes d'acoblament de corrent continu-són particularment atractius per a projectes amb una gran proporció de-generació solar in situ, emmagatzematge de bateries i demanda de càrrega ràpida-de corrent continu.
Interconnexió de CC flexible
La interconnexió de CC flexible permet que els actius fotovoltaics, d'emmagatzematge i càrrega dins d'una estació funcionin com una xarxa d'energia més coordinada. En lloc de tractar cada actiu com un sistema aïllat, l'energia es pot assignar de manera dinàmica segons la demanda en temps real-i la capacitat disponible.
Aquest enfocament pot millorar l'ús de l'energia renovable local, reduir l'impacte dels pics de càrrega i millorar la flexibilitat operativa del lloc-. A les zones-restringides de la xarxa, també pot permetre un desplegament més ràpid reduint la necessitat d'expansió immediata de la xarxa aigües amunt.
La xarxa-Forma d'emmagatzematge d'energia
Els sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria{0}}que formen la xarxa estan dissenyats per oferir més que les funcions de càrrega i descàrrega convencionals. Poden ajudar a suportar l'estabilitat de la tensió i la freqüència, especialment en condicions de funcionament-de xarxa febles o d'illa.
Depenent de l'estratègia de control i els requisits del projecte, els sistemes de formació de xarxa-poden oferir funcions com ara suport de tensió, resposta de freqüència, suport de transferència perfecta i capacitat d'inici-negre. Aquestes característiques poden millorar la resiliència de les estacions de recàrrega que donen servei a corredors de mobilitat crític, instal·lacions industrials o zones amb capacitat de xarxa limitada.
Control intel·ligent del grup de carregadors
A les estacions de recàrrega-de gran potència, la càrrega simultània de vehicles pot crear pics de càrrega bruscos i impredictibles. El control intel·ligent del grup de carregadors permet a l'EMS coordinar diversos carregadors segons la capacitat del lloc, la disponibilitat de la bateria, els límits de la xarxa i la prioritat de càrrega.
Quan la capacitat disponible és limitada, el sistema pot assignar l'energia de manera dinàmica-per exemple, mantenint la càrrega prioritària per als carregadors d'alta-potència seleccionats mentre s'ajusta temporalment la sortida de les unitats de prioritat- inferior. Això ajuda a millorar la utilització general de l'estació sense superar els límits de connexió a la xarxa.
La càrrega intel·ligent i la gestió flexible de la càrrega es reconeixen cada cop més com a eines pràctiques per reduir la demanda punta i millorar la integració de la xarxa a mesura que s'expandeix la càrrega dels vehicles elèctrics.