Baza technologii

Opis technologii / usługi

Synchroniczna stacja ładowania DC pracująca z częstotliwością powyżej 100kHz posiadającą korekcję współczynnika mocy oraz separację galwaniczną będąca częścią systemu SmartGird i Energy Storage. Założeniem projektu jest wykonanie urządzenia posiadającego konstrukcję modułową z pracą wielofazową dziesięciu i więcej modułów. Podstawowe parametry tej ładowarki to: moc 30kW, napięcie wyjściowe 200-400V DC, napięcie wejściowe trójfazowe 400V AC. Sprawność modułu korekcji współczynnika mocy powyżej 97%. Całkowita sprawność ładowarki powyżej 96%. Wbudowane funkcje autodiagnostyczne sygnalizują pracę oraz ewentualne uszkodzenia poszczególnych modułów. Wyposażenie w typowe złącza ładowania: CHAdeMO, Combo2/CCS, Fast AC Type 2. Technologicznym rozwiązaniem jest praca modułowa wielu przetwornic. Zagadnienie to obejmuje badania nad sposobami synchronizacji przetwornic impulsowych w topologii half bridge w obszarze wysokich częstotliwości tj. powyżej 100kHz. Przy tych założeniach konieczne będzie użycie najnowszych technologii wytwarzania tranzystorów mocy a w szczególności technologię SiC. Ponieważ na rynku nie istnieje układ/moduł sterujący przetwornicę impulsową o założonej mocy z dodatkową opcją pracy synchronicznej, konieczne będzie wykonanie sterowania przy użyciu własnych algorytmów i modułów. W tym celu zastosowana zostanie logika programowalna w języku VHDL. Takie podjeście umożliwi w przyszłości wykonanie dedykowanego układu ASIC.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

Zasadniczą innowacją w projekcie jest modułowa budowa stacji ładowania oparta o kilka połączonych i zsynchronizowanych modułów przetworników, które pracując synchroniczne na różnych fazach pozwolą na uzyskanie zakładanych parametrów pracy. Przy takiej konstrukcji uszkodzenie pojedynczego modułu nie spowoduje wyłączenia całego urządzenia z eksploatacji, a jedynie obniżenie parametrów pracy. Uszkodzenie będzie sygnalizowane na konsoli operatorskiej, natomiast wymiana pojedynczego modułu będzie operacją krótkotrwałą. Nasze rozwiązanie oznacza dostęp do stacji ładowania prądu stałego dla pojazdów elektrycznych o mocy 30kW, które można zwielokrotnić za pomocą multiplikowania modułów o budowie modułowej. Pozwala to na łatwiejsze serwisowanie z modułem komunikacyjnym obsługującym rozwiązania IoT odpowiadającego na wyzwania SmartCities takie jak SmartParking, CarSharing. Do tej pory nasi potencjalni klienci korzystali z mniej zaawansowanych lub droższych rozwiązań, które miały większe straty energii, były mniej ergonomiczne, bardziej awaryjne i niemodułowe, w związku z czym, prowadzenie prac konserwacyjnych i serwisowych jest utrudnione.

Zastosowanie rynkowe

Energetyka i Paliwa Jednym z głównych założeń naszej stacji jest oddawanie mocy co umożliwia wraz z innymi modułami stworzenie rozwiązania typu SmartGird i Energy Storage, które przydadzą się w momentach braku mocy w sieci energetycznej. Ochrona środowiska W miastach wskaźnik udziału wynosi ponad 40%. Regulacje UE, które zakładają do 2030 roku: 40% redukcji emisji gazów cieplarnianych w stosunku do poziomu z 1990 roku. Więcej niż 27% udział zużycia energii odnawialnej. Nasze rozwiązanie zwiększa dostęp do sieci stacji ładowania prądu stałego dla pojazdów elektrycznych, przyczyniając się do zmniejszenia źródła emisji szkodliwych substancji oraz gazów cieplarnianych jakim jest transport zasilany paliwami kopalnymi. Elektromobilność Rynek pojazdów elektrycznych rośnie bardzo dynamicznie, wg. różnych publikacji jego poziom przekroczy lub znacznie przekroczy 2,4 milona pojazdów w 2020 roku. Wraz ze wzrostem ilości pojazdów elektrycznych oraz wydłużeniem ich zasięgu rośnie zapotrzebowanie na infrastrukturę a więc stacje ładowania. Rynek ten dzieli się na dwie zasadnicze kategorie. Pierwszą stanowią stacje ładowania wolnego lub półszybkiego, w których czas ładowania typowych pojazdów (z akumulatorami 24kWh) kształtuje sie w zakresie 12-4 godzin w zależności od rodzaju ładowarki. Oparte są one o ładowanie pojazdów z stacji zasilania prądu przemiennego, jedno lub trójfazowego. W tej kategorii ładowarki półszybkie to urządzenia na wyjściu których podawane jest napięcie przemienne trójfazowe o mocy 20-44kW. Zastosowanie napięcia trójfazowego pozwala na skórcenie czasu ładowania o połowę w stosunku do standardowej ładowarki wolnej (jednofazowej). Drugą grupę stanowią ładowarki szybkie, w których ładowanie opiera się o prąd stały. Ładowarka tego typu pozwala naładować typowy samochód elektryczny (akumulator 24kWh) w zakresie 0-80% w czasie poniżej 30 min. Tego typu urządzenia są koniecznością w przypadku stacji benzynowych oraz infrastruktury długodystansowej. Według raportu: “Global EV outlook. Understanding the Electrical Vehicle Landscape to 2020” opublikowanego w kwietniu 2013 roku wielkość rynku EV na koniec 2012 roku wyniosła ponad 180.000 pojazdów. Jednocześnie wielkość tego rynku do końca 2020 roku powinna wynieść 20 milionów pojazdów. Dane te prezentują wynik dwuletnich badań 15 krajów skupionych w Electric Vehicles Initiative. EVI prezentuje dane z 8 z pośród 10 największych światowych rynków, 63% światowego zapotrzebowania na pojazdy oraz 83% sprzedaży pojazdów elektrycznych do roku 2020. Informacje te pokazują, że dane zawarte w raporcie “Global EV Outlook” są znacząco niedoszacowane, ponieważ raport ten zakładał zapotrzebowanie na ładowarki szybkie na poziomie 6 tys. sztuk do końca 2020 roku. Poziom ten został osiągnięty pięć lat wcześniej. Na stronach CHAdeMO Association opisany jest przypadek Barcelony, w której zainstalowano około piętnastu szybkich ładowarek wyposażonych w złącza AC Fast, CHAdeMO oraz Combo2. Ładowarki te służą do obsługi w pełni elektrycznych taksówek oraz pojazdów użytkowych, które poruszają się po ścisłym centrum miasta. W planach miasta jest umiejscowienie ładowarki w odległości sześiu minut jazdy po mieście. Według Angel Lopez dyrektor programu EV miasta Barcelona, nie ulegało żadnej wątpliwości, że ładowarki, które zostały wybrane do programu musiały być urządzeniami szybkimi wyposażonymi w złącza Fast AC, CHAdeMO oraz Combo2 aby obsłużyć obecnie wstępujące pojazdy elektryczne. Od roku 2013 każda ładowarka wydawało około 18000 kWh energii miesięcznie. Co daje około 11kWh na sesje. Fast AC (43kW) dawały 6,5 sesji dziennie a DC (50kW) jedną dziennie. Ponieważ w Barcelonie sesja ładowania jest automatycznie kończona po 30 min a taksówki wyposażone są w złącza AC potrzebowały one dwóch sesji na jedno ładowanie. W przeliczeniu daje to 4-5 pojazdów elektrycznych dziennie na każdą ładowarkę szybką. Do końca tego roku w obszarze zostanie zainstalowanych 20 ładowarek szybkich. Dyrektywa 2014/94/EU OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the deployment of alternative fuels infrastructure z października 2014 roku mówi o wskaźniku liczby stacji ładowania w stosunku do liczby pojazdów elektrycznych jak 1 do 10. Czyli jedna stacja ładowania na dziesięć pojazdów do końca 2020 roku z uwzględnieniem typu pojazdu, technologii ładowania oraz posiadanych prywatnych punktów ładowania. Bezpośrednimi odbiorcami stacji ładowania są: - operatorzy autostrad - operatorzy stacji benzynowych - właściciele obiektów użyteczności publicznej - centra handlowe, hotele, wypożyczalnie samochodów - samorządy - wytwórcy pojazdów elektrycznych takich jak: samochody, skutery śnieżne, i inne pojazdy, którę powstana w ramach rozwoju strategii elektromobilności. Podpisane zostały listy intencyjne na dostawy naszej technologii dla czołowego operatora europejskiego oraz na pilotaż w ramach programu operacyjnego SCALE UP wspieranego przez ARP i PARP.

Tagi

Branże