ลดผลกระทบของรถยนต์ไฟฟ้าบนกริด

ในการศึกษาใหม่ นักวิจัยของ MIT พบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะบรรเทาหรือกำจัดปัญหาทั้งสองนี้โดยไม่ต้องใช้ระบบเทคโนโลยีขั้นสูงของอุปกรณ์เชื่อมต่อและการสื่อสารแบบเรียลไทม์ ซึ่งอาจทำให้ต้นทุนและการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น แทนที่จะสนับสนุนการวางสถานีชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EVs) ด้วยวิธีเชิงกลยุทธ์ แทนที่จะปล่อยให้ผุดขึ้นได้ทุกที่ และการตั้งค่าระบบให้เริ่มการชาร์จรถยนต์ในเวลาที่ล่าช้าอาจสร้างความแตกต่างได้ทั้งหมด การศึกษาซึ่งจะตีพิมพ์ในวารสารCell Reports Physical Scienceโดย Zachary Needell PhD '22, postdoc Wei Wei และศาสตราจารย์ Jessika Trancik จาก Institute for Data, Systems and Society ของ MIT ในการวิเคราะห์ นักวิจัยใช้ข้อมูลที่รวบรวมในเมืองตัวอย่าง 2 แห่ง ได้แก่ นิวยอร์กและดัลลาส ข้อมูลดังกล่าวรวบรวมจากแหล่งอื่นๆ บันทึกที่ไม่ระบุตัวตนซึ่งรวบรวมผ่านอุปกรณ์บนยานพาหนะในยานพาหนะ และการสำรวจที่สุ่มตัวอย่างประชากรอย่างระมัดระวังเพื่อให้ครอบคลุมพฤติกรรมการเดินทางที่ผันแปร พวกเขาแสดงช่วงเวลาของการใช้รถในแต่ละวันและระยะเวลาที่รถใช้ในสถานที่ประเภทต่างๆ เช่น ที่อยู่อาศัย ที่ทำงาน แหล่งช้อปปิ้ง สถานบันเทิง และอื่นๆ การค้นพบนี้ Trancik กล่าวว่า "ทำให้ภาพรวมของคำถามเกี่ยวกับตำแหน่งที่จะวางเครื่องชาร์จอย่างมีกลยุทธ์เพื่อรองรับการนำ EV มาใช้และยังรองรับกริดไฟฟ้าด้วย" ตัวอย่างเช่น ความพร้อมใช้งานของสถานีชาร์จในที่ทำงานอาจช่วยดูดซับพลังงานไฟฟ้าสูงสุดที่ผลิตในตอนเที่ยงจากการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งมิฉะนั้นอาจเสียไปเพราะไม่ประหยัดในการสร้างแบตเตอรี่หรือความจุอื่น ๆ ที่เพียงพอเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายทั้งหมด ไว้วันหลัง ดังนั้น ที่ชาร์จในที่ทำงานจึงให้ประโยชน์สองเท่า โดยช่วยลดภาระสูงสุดในตอนเย็นจากการชาร์จ EV และยังใช้เอาต์พุตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์อีกด้วย ผลกระทบเหล่านี้ต่อระบบพลังงานไฟฟ้ามีความสำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากระบบต้องตอบสนองความต้องการการชาร์จสำหรับยานพาหนะส่วนบุคคลที่มีพลังงานไฟฟ้าเต็มรูปแบบควบคู่ไปกับความต้องการไฟฟ้าสูงสุดอื่นๆ เช่น ในวันที่ร้อนที่สุดของปี นักวิจัยกล่าวว่าหากไม่ได้รับการบรรเทา ความต้องการในการชาร์จ EV สูงสุดในตอนเย็นอาจต้องติดตั้งกำลังการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก 20 เปอร์เซ็นต์ Wei กล่าวว่า "การชาร์จในที่ทำงานแบบช้าอาจดีกว่าเทคโนโลยีการชาร์จที่เร็วกว่า เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรแสงอาทิตย์ในตอนกลางวันได้มากขึ้น" Wei กล่าว ในขณะที่การชาร์จที่บ้านล่าช้า เครื่องชาร์จ EV แต่ละเครื่องอาจมาพร้อมกับแอปง่ายๆ เพื่อประมาณเวลาที่จะเริ่มต้นรอบการชาร์จ เพื่อให้ชาร์จก่อนที่จะต้องใช้ในวันถัดไป ซึ่งแตกต่างจากข้อเสนออื่น ๆ ที่ต้องการการควบคุมจากส่วนกลางของวงจรการชาร์จ ระบบดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์และสามารถตั้งโปรแกรมล่วงหน้าได้ และสามารถบรรลุการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในความต้องการบนกริดที่เกิดจากการเจาะ EV ที่เพิ่มขึ้น เหตุผลที่มันทำงานได้ดี Trancik กล่าวว่าเป็นเพราะความแปรปรวนตามธรรมชาติในการขับเคลื่อนพฤติกรรมของแต่ละบุคคลในประชากร โดย "การชาร์จที่บ้าน" ไฟฟ้า นักวิจัยไม่ได้หมายถึงการชาร์จอุปกรณ์ในโรงรถหรือพื้นที่จอดรถแต่ละแห่งเท่านั้น พวกเขากล่าวว่าจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องจัดให้มีสถานีชาร์จไฟฟ้าในสถานที่จอดรถริมถนนและในบริเวณที่จอดรถในอาคารอพาร์ตเมนต์ด้วย Trancik กล่าวว่าการค้นพบนี้เน้นถึงคุณค่าของการรวมสองมาตรการเข้าด้วยกัน ได้แก่ การชาร์จในที่ทำงานและการชาร์จที่บ้านล่าช้า เพื่อลดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ และตอบสนองความต้องการในการชาร์จของผู้ขับขี่ในแต่ละวันได้อย่างสะดวก ดังที่ทีมงานแสดงให้เห็นในการวิจัยก่อนหน้านี้ การชาร์จที่บ้านสามารถเป็นองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งของแพ็คเกจเชิงกลยุทธ์ของสถานที่ชาร์จ พวกเขาพบว่าการชาร์จในที่ทำงานไม่ใช่สิ่งทดแทนที่ดีสำหรับการชาร์จที่บ้านเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ขับขี่ในแต่ละวัน Trancik กล่าวว่า "เนื่องจากมีเม็ดเงินสาธารณะจำนวนมากในการขยายโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ" "คุณสร้างแรงจูงใจให้สถานที่ดังกล่าวได้อย่างไร เพื่อให้สถานที่นี้รวมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลโดยไม่ต้องขยายความจุเพิ่มเติมมากนัก " งานวิจัยนี้เสนอแนวทางแก่ผู้กำหนดนโยบายว่าควรเน้นกฎและสิ่งจูงใจที่ใด "ฉันคิดว่าหนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการค้นพบนี้คือการมีกลยุทธ์ คุณสามารถหลีกเลี่ยงโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพจำนวนมากที่คุณต้องการได้" เธอกล่าว "รถยนต์ไฟฟ้าของคุณสามารถแทนที่ความต้องการบางส่วนสำหรับการจัดเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่ และคุณยังสามารถหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการขยายกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้า โดยคำนึงถึงตำแหน่งของเครื่องชาร์จเป็นเครื่องมือในการจัดการความต้องการ - เกิดขึ้นและเมื่อใด เกิดขึ้น" ทีมงานพบว่าการชาร์จที่บ้านล่าช้าอาจสร้างความแตกต่างได้อย่างน่าประหลาดใจ "โดยพื้นฐานแล้วเป็นการจูงใจให้ผู้คนเริ่มชาร์จในภายหลัง นี่อาจเป็นสิ่งที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าในที่ชาร์จของคุณ คุณสร้างแรงจูงใจให้ผู้คนชะลอการชาร์จลงเล็กน้อย เพื่อไม่ให้ทุกคนชาร์จพร้อมกัน และนั่นทำให้การชาร์จราบรื่นขึ้น จุดสูงสุด." โปรแกรมดังกล่าวจะต้องมีความมุ่งมั่นล่วงหน้าในส่วนของผู้เข้าร่วม Trancik กล่าวว่า "คุณต้องมีคนจำนวนมากพอที่จะเข้าร่วมโปรแกรมนี้ล่วงหน้า เพื่อหลีกเลี่ยงการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ" Trancik กล่าว "ดังนั้น ถ้าคุณมีคนลงทะเบียนเพียงพอ คุณก็ไม่จำเป็นต้องสร้างโรงไฟฟ้าเพิ่มเติมเหล่านั้น" ไม่ใช่ว่าสิ่งทั้งหมดนี้จะต้องเหมาะสมและการวางสิ่งจูงใจที่เหมาะสมจะเป็นสิ่งสำคัญ Trancik กล่าวว่า "หากคุณต้องการให้รถยนต์ไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพ ตลาด [EV] จำเป็นต้องเติบโตเร็วพอจึงจะทำเช่นนั้นได้" ในการใช้เงินสาธารณะเพื่อช่วยให้สิ่งนี้เกิดขึ้นอย่างดีที่สุด เธอกล่าวว่า "คุณสามารถจูงใจให้ติดตั้งระบบชาร์จได้ ซึ่งจะต้องผ่านกระบวนการแข่งขันตามอุดมคติ ในภาคเอกชน คุณจะมีบริษัทต่างๆ เสนอราคาสำหรับโครงการต่างๆ แต่คุณสามารถจูงใจให้ติดตั้งได้ ตัวอย่างเช่น การเรียกเก็บเงินจากที่ทำงาน เพื่อใช้ประโยชน์ทั้งสองอย่างนี้" ที่ชาร์จที่ผู้คนสามารถเข้าถึงได้เมื่อจอดใกล้ที่อยู่อาศัยก็มีความสำคัญเช่นกัน Trancik กล่าวเสริม แต่ด้วยเหตุผลอื่น การชาร์จที่บ้านเป็นวิธีการหนึ่งที่จะตอบสนองความต้องการในการชาร์จในขณะที่หลีกเลี่ยงการรบกวนกิจกรรมการเดินทางของผู้คน การศึกษาได้รับการสนับสนุนโดยโครงการดำเนินงานกองทุนเพื่อการพัฒนาภูมิภาคยุโรปเพื่อความสามารถในการแข่งขันและความเป็นสากล โครงการปฏิบัติการระดับภูมิภาคของลิสบอนโปรตุเกส และมูลนิธิโปรตุเกสเพื่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี