Połączenie PV, magazynu i ładowarki w jednym systemie
Zespół naukowców z SRM Institute of Science and Technology w Indiach, przy wsparciu K.S.R. College of Engineering oraz University of Southern-Eastern Norway, zaprezentował nowy system ładowania aut elektrycznych. System ten działa bezprzewodowo i jednocześnie korzysta z dwóch źródeł energii – paneli fotowoltaicznych (PV) oraz magazynu energii (ESS).
Najważniejszym elementem instalacji jest specjalny trójportowy konwerter prądu stałego (DC–DC). Dzięki niemu można efektywnie zarządzać przepływem energii z różnych źródeł – w zależności od tego, ile energii dostarczają panele słoneczne i ile zgromadzono w bateriach.
Najpierw symulacja, potem testy w laboratorium
Zanim powstał prototyp, naukowcy przetestowali system w środowiskach komputerowych MATLAB-Simulink i Ansys Maxwell. W centrum układu znajduje się transformator wysokiej częstotliwości z trzema uzwojeniami. Każde z nich obsługuje inne źródło: panele PV, baterię oraz cewkę nadającą energię do auta.
Panele i magazyn energii podłączono do inwerterów, które działają z częstotliwością 85 kHz. Cewka nadawcza – czyli ta, która przekazuje prąd do pojazdu – włączana jest przez specjalny przełącznik.
Trzy tryby pracy – zależne od dostępnej energii
System działa w jednym z trzech trybów, w zależności od tego, ile energii produkują panele PV i ile jest zgromadzone w magazynie energii:
- Tryb 1: Panele słoneczne zasilają jednocześnie pojazd i magazyn energii. Taka sytuacja zdarza się rzadko – głównie w środku dnia.
- Tryb 2: Panele dostarczają za mało prądu, więc system pobiera dodatkową energię z baterii.
- Tryb 3: Gdy panele nic nie produkują, cały prąd do ładowania auta pochodzi z magazynu energii.
Prototyp zbudowany i przetestowany
W ramach badań zbudowano prototyp systemu. Wykorzystano symulowane źródła PV i ESS o mocy po 500 W każde. Bezprzewodowa ładowarka miała moc 350 W i korzystała z cewki o kwadratowym kształcie. System osiągnął sprawność aż 88%, co potwierdziły pomiary laboratoryjne. Sterowanie energią odbywało się poprzez zmianę fazy sygnału sterującego w przekształtnikach.
Zobacz również:- SINEXCEL liderem globalnej sprzedaży ładowarek megawatowych – rewolucja w elektromobilności nabiera tempa
- 63 mln funtów na infrastrukturę ładowania EV w Wielkiej Brytanii. Nowy pakiet wsparcia ma ułatwić zakup aut elektrycznych
- Andersen EV i Mobilize: designerska ładowarka do Renault i Dacii za 999 funtów
Źródło: Scientific Reports „A multiport DC-to-DC converter-driven inductive wireless charging system for EVs with integrated photovoltaic and energy storage systems”
