–En av de största utmaningarna inom elkraftsteknik är att öka kapaciteten och nyttjandegraden i elnätet. Det skulle betyda att förnybara energikällor som sol och vind kan öka kraftigt utan att vi behöver bygga ut nätet och att det finns utrymme för nya elfordon, säger Ola Carlson som är biträdande professor inom energi och miljö på Chalmers.
Ola Carlsson genomförde nyligen konferensen Elkraft 2017 i samarbete med Energiforsk, Chalmers och Kraftforum. Omkring 400 personer från akademin och från äringslivet diskuterade forskningsområden och utmaningar inom elkraftsteknik.
Att elfordonen kommer stort, och att de är här för att stanna, är många överens om. Många kommuner satsar på elbussar, men det finns fortfarande en del praktiska problem att lösa. För att en elbuss ska kunna fungera i kollektivtrafiken, måste det vara möjligt att snabbt ladda batterierna. David Steen på Chalmers hade en poster på konferensen där han visade hur distributionsnätet kan påverkas av att en stor mängd bussbatterier laddas vid höga effekter.
–En buss designas antingen med stora batterier för att laddas under en hel natt eller med mindre batterier som kräver laddning under dagen. Min forskning är fokuserad på att ladda vid bussens ändhållplats mellan de olika turerna. Resultaten visar att de flesta områden som har undersökts kan klara av ett flertal laddstationer utan problem om man kopplar upp direkt mot 10kV nätet, säger David Steen.
Olika metoder testas
Tre metoder har undersökts som skulle kunna kan göra det möjligt att snabbladda bussar även i områden där kapaciteten i distributionsnätet är låg. En förutsättning är att laddningen ska kunna ske utan att elnätet behöver förstärkas. Om laddstationerna utrustas med ett batteri så kan laddningen göras medan bussen är ute och kör. När bussen sen kommer in till stationen kan den laddas både via nätet och med det batterilager som finns på stationen. Detta minskar påverkan på elnätet.
En annan möjlighet är lastflexibilitet. Det innebär att om påverkan på elnätet är stor under vissa tider när bussen laddas skulle man kunna styra ner övriga laster i området, till exempel eluppvärmda byggnader. Minskningen skulle vara kortvarig och komforten i bostaden påverkas därför ytterst lite. Ett annat exempel, för en plats som Chalmers till exempel, är att dra ned på ventilationen under en viss tid och på så sätt frigöra kapacitet för att snabbladda bussar.
En tredje möjlighet är att utveckla smartare bussladdare som utöver att ladda batteriet i bussen även kan producera eller konsumera reaktiv effekt från elnätet. Det betyder i korthet att man kan använda laddstationen för att stabilisera spänningen på elnätet. Intresset för att utveckla den här typen av laddare har hittills inte varit så stort från industrin, men forskarna tror att vi snart kommer att få se många nya olika typer av snabbladdare på marknaden.
–Den extremt låga miljöpåverkan, både lokalt och globalt, från de här bussarna kommer att leda till att allt fler kommuner kommer att köpa in elbussar som kan gå i kollektivtrafik. Trycket på industrin att ta fram miljöanpassad teknik kommer att öka., påpekar David Steen.
Under konferensen diskuterades förutom elfordon bland annat smarta elnät, energilager och kraftkomponenter i industrin. Presentationer från Elkraft 2017 kan laddas ned här.