Электромобили в последнее время стали невероятно популярными, но мало кто знает о том, какие технологии в них используются для экономии электроэнергии. Попробуем разобраться в этом вопросе.
Рекуперация: как торможение становится зарядом
Первый уровень трансформации управления потоками энергии в транспорте — рекуперация энергии. В электротранспорте торможение перестаёт быть процессом рассеивания энергии в виде тепла, как в традиционных автомобилях. Вместо этого энергия движения возвращается обратно в батарею или сеть.
При снижении скорости электромотор переходит в режим генератора. Кинетическая энергия движения превращается в электрическую и накапливается в аккумуляторе. Это позволяет экономить до 30% энергии на каждом цикле движения.
Система Vehicle-to-Grid: электромобиль как часть энергосети
Технология Vehicle-to-grid (V2G) представляет собой концепцию двухстороннего использования электромобилей и гибридов. Она подразумевает подключение машины в общую энергосеть для подзарядки автомобиля и отдачи лишней электроэнергии обратно.
Согласно данной концепции, владельцы автомобилей с технологией V2G имеют возможность заряжать автомобиль в часы минимальной нагрузки энергосистемы (ночные часы), и продавать электроэнергию операторам сети в пиковые часы потребления. Энергия батареи электромобилей используется для питания системы во время пиков потребления электроэнергии, что обеспечивает двухстороннюю систему потоков между сетью и электромобилями.
Независимый системный оператор (ISO) функционирует как центральная система управления для облегчения связи между электромобилями и сетью. ISO испускает управляющие сигналы в виде широковещательных радиосигналов.
Балансировка нагрузки: как транспорт помогает сети
Концепция V2G позволяет автомобилям помочь балансировать суточные графики нагрузки, заряжая автомобиль ночью при низком спросе и продавая энергию обратно в сеть, когда спрос высок. Электромобили и гибриды могут быть использованы в качестве хранилища и/или генерирующих мощностей, что несет экономическую ценность для операторов электросетей, владельцев ТС и производителей автомобилей.
Энергия батареи электромобилей используется для питания системы во время пиков потребления электроэнергии. Это обеспечивает двухстороннюю систему потоков между сетью и электромобилями, что снижает затраты на электрические, гибридные и топливные автомобили.
Транспортные средства с технологией V2G могут эффективно стабилизировать прерывистость ветровой энергии, накапливая избыточную энергию, производимую в ветреные периоды, и отдавая ее обратно в сеть в периоды высокой нагрузки.
Управление силовыми потоками: гидравлика и электричество
В современных транспортных системах часто используются трансмиссии с гидравлическим и электрическим методами передачи силового потока от источника энергии к потребителю. Алгоритм управления силовыми потоками в трансмиссии сочленённой транспортной системы определяет, как энергия распределяется между различными узлами.
Гидравлические трансмиссии передают энергию через поток жидкости под давлением. Электрические трансмиссии используют электромоторы и генераторы. Комбинирование обоих методов позволяет оптимизировать передачу энергии и повысить эффективность работы транспортной системы.
Интеллектуальное управление: датчики и алгоритмы
Автоматизированные системы управления транспортными потоками представляют собой комплексные решения, объединяющие технические, организационные и программные меры. АСУДД позволяет проводить сбор данных и обрабатывать основную информацию о движении на дорогах, заторах.
Использование интеллектуального управления предполагает использование камер наблюдения для вычисления необходимых показателей. В их числе находятся следующие: скорость движения, количество транспортных средств в определенные промежутки времени, плотность потоков, какая занятость полос, классификационные особенности транспортных средств, длина очередей перед перекрестками. Все эти сведения становятся базой для оптимизации транспортных потоков.
Матрицы корреспонденций: как прогнозируют потоки
Метод формирования матриц корреспонденций между разными районами города помогает получить необходимую информацию для принятия решений по эффективной организации передвижения как городского, так и частного транспорта. Изначально формируют матрицы корреспонденций, а дальше уже выполняют расчет более оптимальных видов маршрутов и делают перераспределение потоков.
Модернизация модели Видемана для управления транспортными потоками рассматривает вопросы управления с учетом сложности организации городской среды и многообразия форм хозяйственных связей.
Классификация методов: инфраструктурные и организационные
Классификация методов делит их на два типа: инфраструктурные и организационные. Все, что связано со строительством, – первый вид. Ко второму относятся те, которые предусматривают методы на основе организационных решений. В этом аспекте выделяют магистральные улицы, улицы с разным типом движения, использование информационных систем, выделение полос для определенных видов транспорта.
Если смотреть радикально на решение текущих проблем, необходимо предпринимать градостроительные меры: строительство новых тоннелей, мостов, дорог. Это поможет перераспределить потоки с большим коэффициентом эффективности.
Итог: почему управление потоками энергии критично
Первый уровень трансформации управления потоками энергии в транспорте — рекуперация энергии. В электротранспорте торможение перестаёт быть процессом рассеивания энергии в виде тепла. При снижении скорости энергия возвращается обратно в батарею.
Технология Vehicle-to-grid (V2G) представляет собой концепцию двухстороннего использования электромобилей. Она позволяет заряжать автомобиль ночью при низком спросе и продавать энергию обратно в сеть, когда спрос высок. Это обеспечивает балансировку суточных графиков нагрузки и стабилизацию прерывистости ветровой энергии.
В современных транспортных системах используются трансмиссии с гидравлическим и электрическим методами передачи силового потока. Алгоритм управления силовыми потоками определяет, как энергия распределяется между различными узлами транспортной системы.
Автоматизированные системы управления транспортными потоками объединяют технические, организационные и программные меры. Использование интеллектуального управления позволяет оптимизировать транспортные потоки на основе данных о скорости движения, плотности потоков и занятости полос.
Как вы считаете, есть ли у электрокаров будущее? Делитесь своим мнением в комментариях.