LUT-yliopiston väitöskirjatutkija Ville Tikka on tutkinut, miten sähköverkkoa pitää kehittää sähköautojen yleistyessä. Onnistunut suunnittelu mahdollistaa liikenteen laajamittaisen sähköistymisen ilman ongelmia, mikä on ensiarvoisen tärkeää myös auton käyttäjän näkökulmasta.
”Sähköautojen latauskuormituksen arviointi ja latauksen ohjaus ovat keskeisiä tekijöitä sähkönjakeluverkon suunnittelun näkökulmasta. Onnistunut suunnittelu näkyy auton käyttäjälle sujuvana ja toimivana lataustapahtumana”, Tikka toteaa.
Liikenteen laajamittainen sähköistyminen vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja liikennesektorin päästöjä. Tämä on olennaista ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi sekä Suomen ja EU:n ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi.
Hyötyä sähköalalle ja taloyhtiöille
Sähköautojen latauskuorma aiheuttaa merkittävää lisäkuormitusta sähköverkolle. Latauksen mallintaminen ja erilaisten käyttötapausten tunnistaminen hyödyttää useita energiajärjestelmän toimijoita, kuten esimerkiksi sähkönmyyjiä, kanta- sekä jakeluverkkoyhtiöitä ja kysyntäjoustoa tarjoavia operaattoreita.
”Tutkimukseni tulokset tukevat myös esimerkiksi taloyhtiöiden päätöksentekoa avaamalla erilaisten lataustapojen vaikutusta autojen aiheuttamaan sähköjärjestelmän kuormitukseen”, Tikka lisää.
Lataamista voidaan ohjata älykkäillä lataussovelluksilla, jotka esimerkiksi optimoivat latauksen halvimpiin tunteihin tai mahdollistavat kuormituksen dynaamisen hallinnan rakennuksessa ilman liittymätehon kasvattamista.
Ohjattua tai ohjaamatonta latausta
- Sähköverkon kuormitukseen voidaan vaikuttaa sillä, miten autojen latausta ohjataan tai ollaan ohjaamatta älykkäiden sovellusten avulla.
- Ohjaamaton lataus on helposti ennakoitavaa, mutta aiheuttaa usein painetta vahvistaa verkkoa.
- Jos lataamista ohjataan dynaamisesti kulutuksen perusteella, voidaan tasoittaa latauskuormia ja välttää verkon vahvistustarve.
- Jos lataamista ohjataan halvimman hinnan perusteella, lataus voi aiheuttaa merkittäviä alueellisia tehopiikkejä, jotka pitää ottaa huomioon verkon suunnitellussa.
Kylmyys lisää kuormitusta
Tutkimus vahvisti, että kylmät olosuhteet kasvattavat latauskuormitusta olennaisesti. Kun sähköautolla ajetaan kovalla pakkasella, auton energiankulutus on huomattavasti suurempi. Autoa on ladattava useammin, ja energiantarve latauksen yhteydessä on suurempi.
Autojen lataaminen kylmässä vaatii akkujen lämmittämistä, joka osaltaan lisää energiantarvetta ja lataustapahtuman energiakysyntää. Myös auton esilämmitys tai sulatus ennen ajoa kuluttaa merkittävästi energiaa, koska sähköautojen sisätilat lämmitetään sähköllä.
Esimerkiksi Suomen olosuhteissa sähköalalla on siis monestakin syystä tarve varautua sähköautojen mukana tulevaan latauskuormitukseen.
Seuraavaksi tutkitaan kaksisuuntaista latausta
Ville Tikka jatkaa tutkijan uraansa LUTissa sähköisen liikenteen ja sähkövoimajärjestelmän parissa kansainvälisessä DriVe2X-tutkimusprojektissa. Siinä tutkitaan edullisia, pienitehoisia lataustapahtumia, kuten sähköautojen kotilatausta ja pitkäkestoista pysäköintiä. Tutkimuksessa selvitetään kaksisuuntaista latausta, jossa sähköauton akku voi toimia varavoimanlähteenä kotona, apuna sähköverkon kuorman tasapainottamisessa tai välineenä sähkön myynnissä sähkömarkkinoille.
”LUTin tehtävänä on koordinoida 18 osatoteuttajan konsortiota, mutta myös tutkia ja määrittää kaksisuuntaisen latauksen liiketoimintamallit ja käyttötapaukset, joita tarvitaan uusien lataussovellusten kehittämisessä”, Tikka kertoo.
Projektissa työskentelee täysipainoisesti muutaman tutkijan ydinryhmä LUTin sähkömarkkinalaboratoriosta. Asiantuntiatukea tarjoaa lisäksi laaja joukko sähkötekniikan osaston henkilökuntaa.
Lisätietoja:
Tilaa Curious People -uutiskirje
Tilaamalla uutiskirjeemme saat sähköpostiisi noin 1–2 kertaa kuukaudessa luettavaa tutkimuksestamme puhtaaseen energiaan, ilmaan ja veteen sekä kestävään liiketoimintaan liittyen.
