Článek
Rezervovaný příkon a čtvrthodinové maximum
Nejprve si tu vysvětleme dva důležité pojmy z odběru elektřiny: rezervovaný příkon a čtvrthodinové maximum.
Rezervovaný příkon je, zjednodušeně řečeno, limit výkonu (tedy energie za jednotku času), který má odběratel smluvně objednaný u provozovatele elektrické rozvodné sítě. Říká vlastně, kolik nejvíce energie může naráz využít, aniž by došlo k přetížení sítě. Tento limit se nastavuje podle velikosti hlavního jističe. Za rezervovaný příkon platí odběratel měsíční poplatek. Pokud jej překročí, může se jistič vypnout (v domácnosti) nebo odběratel (firma) za překročení zaplatí.
Čtvrthodinové maximum je sjednané nejvyšší množství elektrické energie, které smí odběratel, zpravidla průmyslový, odebrat během patnáctiminutového intervalu. Pokud je tento limit překročen, odběratel platí smluvní pokutu. Smyslem čtvrthodinového maxima je motivovat odběratele k co nejrovnoměrnějšímu odběru.
V případě současného nabíjení parku bateriových elektrických vozidel se o udržení nabíjecího výkonu v mezích daných rezervovaným příkonem a čtvrthodinovým maximem automaticky starají různé řídicí technologie a další zařízení.
Řízení soudobého nabíjení
Na nabíjení větších parků bateriových elektrických vozidel (tedy elektromobilů nebo elektrobusů) dohlíží energetický management nabíjení. Ten za celý park hlídá dodržení rezervovaného příkonu a čtvrthodinového maxima. Může ho řídit například podle předem určeného času nabíjení a podle zvolené kapacity nabití jednotlivých baterií u jednotlivých vozidel, která se tak nabíjejí postupně.
Jak známo, nabíjecí výkon u vozidla není stále stejný, ale postupně roste a zase klesá po tzv. nabíjecí křivce. Management nabíjení vozidlového parku sleduje součet nabíjecích křivek za všechna vozidla a hlídá, aby nabíjení celého parku nepřekročilo výše popsaná smluvní omezení. Kromě toho sleduje požadavky na míru nabití baterií u jednotlivých vozidel. Na ně navazuje řízení preference nabíjení vozidel – čili jednoduše řečeno, které vozidlo má být nabito dřív a které později a jak nejméně musí být kdy nabito.
Vlastní řízení spotřeby energie a výkonu při nabíjení bývá automaticky propojeno s dalšími řídicími a informačními systémy u provozovatele, aby nakonec měl člověk (a nejen technika) vše pod kontrolou.
Využití bateriového úložiště a obnovitelných zdrojů energie
Další možností, jak optimalizovat odběr energie při nabíjení většího počtu elektrických vozidel, je využití bateriového úložiště ke snížení nebo k úplnému odstranění nežádoucích výkonových špiček. Úložiště je potřeba správně dimenzovat, aby taková ne právě malá investice přinesla očekávaný efekt.
Do optimalizace spotřeby lze zapojit i obnovitelné zdroje. Nabízí se k tomu například fotovoltaické panely na volných plochách nebo na vhodných střechách budov. Tímto způsobem je pak možné snížit celkový rezervovaný příkon i odebrané množství elektrické energie. Opět ale je nezbytné celý takovýto energetický systém správně dimenzovat a vybavit potřebnou řídicí technologií, tak aby se příslušná investice opravdu vyplatila. Metoda pokus-omyl by se tu mohla značně prodražit.
Pod dohledem nejen nabíjení, ale také spotřeba vozidla
Výrobci vybavují vozidla, například zmíněné elektrobusy, digitálními systémy, které vůz na dálku hlídají. Tyto systémy sbírají data z provozu, jako je aktuální poloha a pohyb vozidla, aktuální stav nabití baterií a spotřeba energie. Na jejich základě pak mohou včas upozornit řidiče na hrozící problémy. Zároveň vše na dálku posílají do dispečinku, odkud tak lze vozidla sledovat a kromě dalšího včas plánovat nabíjecí proces celého jejich parku.
Zde je namístě podotknout, že na spotřebu vozidla má významný vliv technika jízdy, a tedy lidský faktor. Technologie mohou účelné využívání energie z baterií podpořit, ale řidičovu dovednost a návyky zcela nenahradí.
Příklad: Systém řízení v garážích elektrobusů (DMS)
S postupující elektrifikací autobusů, zejména městských, rostou parky bateriových elektrobusů, které je potřeba všechny včas nabít a vypravit na linky.
Ke slovu pak přichází systém řízení v garážích (depech) elektrobusů, pro nějž se užívá anglický pojem „depot management system“ (DMS). Podívejme se, jak takový systém funguje.
Když elektrobus vjede do depa, DMS mu přidělí správné parkovací místo podle toho, zda je nejprve potřeba ho například vyčistit nebo provést údržbu. Tím se co nejvíce sníží jeho pojíždění v depu. Kdo tu má co zbytečně trajdat, že.
Dalším důležitým úkolem DMS je přiřazení vhodného vozidla do konkrétního oběhu na linkách. Podle toho se pak elektrobusy nabíjejí při respektování všech nastavených omezení a preferencí, o nichž jsme tu hovořili.
Na linky jsou pak elektrobusy vypravovány tak, aby stav nabití a velikost baterie vozidla vždy odpovídaly jeho jízdnímu řádu. Podle jízdního řádu lze zároveň co nejlépe rozvrhnout pořadí nabíjení a nabíjecí výkony u jednotlivých autobusů tak, aby všechny vyjely na linky včas, nabité i s potřebnou rezervou a zároveň se baterie zbytečně nenabíjely vysokými výkony snižujícími jejich životnost.
Lze si snadno představit, že podobně může být řízeno nabíjení i u parku jiných elektrických vozidel s pravidelným harmonogramem jízd, nejen autobusů.
Poznámka
Článek vychází z informací v knize J. Slavík, P. Slavíková: Elektromobilita v praxi, volně ke stažení zde: https://www.smartcityvpraxi.cz/rozhovory_komentare_253.php
Další zdroj informací: www.cez.cz
