Optimising fast charging of electric vehicles by smart charging technologies in areas with limited grid capacity

Tilrettelegging av hurtigladeteknologi bidrar til Norges mål om at alle biler skal være utslippsfrie innen 2025 og vil være avgjørende for elektrifiseringen av transportsektoren. I dag eier Circle K et betydelig antall hurtigladere på landsbasis, og planlegger en firedobling av dette antallet innen 2021. Av den grunn vil dette utfordre kapasiteten til kraftnettet. Hensikten med oppgaven er å evaluere alternative smarte ladesystemer på Circkle K stasjoner i henhold til å unngå kostnader relatert til utvidelse av nettet og effektariffer. Denne oppgaven tar for seg tre ulike ladesystemer, nettlading, smart effektfordeling og mikrogrid, på to Circle K stasjoner: Smestad, Oslo og Sekkelsten, Indre Østfold. Nettlading forsyner stasjonen gjennom utvidelse av nettet. Smart effektfordeling baseres kun på distribusjon av effekt på ladere, mens mikrogrid inkluderer et stasjonært batteri oppladet av solceller og ledig effekt fra nettet. Begge smart systemene har til hensikt å senke effektariffene og blitt analysert i henhold til tekniske og økonomiske parametre, videre sammenlignet med konvensjonell nettlading. Dessuten har det ideelle antall hurtigladere blitt definert for å identifisere den optimale bedriftsmodellen for Circle K. En rød tråd gjennom prosjektet demonstrerer en debatt mellom lønnsomheten av nettlading kontra mikrogrid. Smart effektfordeling resulterte i hovedsak som den minst gunstige løsningen. En felles påvirkningsfaktor er bilintensiteten, i tillegg varierer resultatene i mikrogrid stort med batterikapasiteten. En lav bilintensitet sørger for en mindre lønnsom ladestasjon men et bra ladetilbud, mens høyere batterikapasitet er en dominerende kostnadsfaktor. En optimal løsning basert på kundeservice og finansiell gjennomførbarhet er diskutert på bakgrunn av simuleringenes resultater. Begge lokasjoner er imidlertid best egnet til ulike løsninger. For Smestad ble løsningen nettlading med seks ladere, inkludert en opsjonell smart effektfordeling for å unngå høye effekt tariffer. Denne løsningen har et eksepsjonellt ladetilbud og pålitelighet, i tillegg minimale finansielle kostnader. I det andre tilfellet, ble løsningen installering av mikrogrid med to ladere foretrukket på Sekkelsten i henhold til kombinasjonen av en god ladeopplevelse, redusert strømregning og rask installering. Disse to løsningene vil fremme Circle K sine fremtidsplaner om å være en del av utviklingen til smarte energisystemer. Dessuten, kombinasjonen av høyere effektariffer og lavere kostnader relatert til stasjonære batterier forbedrer lønnsomheten av mikrogrid installering for ladeoperatører, som Circle K. Avslutningsvis kan andre distribuerte energiressurser og energilagringssystemer som støtter en mikrogrid-løsning være interessante å undersøke nærmere. Videre pilotering av nye teknologier og løsninger kan forbedre kunnskap rundt smarte elbil ladesystemer og bidra til gunstige ladestasjoner. En forbedring av litium-ion batterier og reduksjon av investeringer kan lede til mer bærekraftige mikrogrid og samtidig ta del i EUs mål om integrering av smarte energystemer