Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 6/2017 vyšlo
tiskem 7. 6. 2017. V elektronické verzi na webu od 26. 6. 2017. 

Zdůrazněné téma: Točivé el. stroje; Pohony a výkonová elektronika; Měniče frekvence; Elektromobilita

Hlavní článek
Použití programovatelných logických obvodů v elektrických pohonech
Stejnosměrné elektrické stroje s permanentními magnety

Aktuality

Startuje hlasování veřejnosti o vítězích 9. ročníku ekologické soutěže E.ON Energy Globe V Praze byly 20. 6. 2017 slavnostně představeny nominované projekty 9. ročníku prestižní…

Nejnovější monopost týmu ČVUT eForce FEE Prague Formula se představil na Václavském náměstí Dne 16. června se v dolní části Václavského náměstí prezentoval tým Fakulty…

IQRF Summit 2017 svědkem reálných IoT aplikací Akce zaměřená na reálná řešení v oblasti chytrých měst, budov, domácností, transportu,…

Konference Internet a Technologie 17 Sdružení CZ.NIC, správce české národní domény, si Vás dovoluje pozvat na již tradiční…

Alza.cz se chystá revolučně ovlivnit prodej elektromobilů Jako první e-shop je totiž zalistuje do své stálé nabídky. První upoutávkou na tento…

Projekt studentů FEL ČVUT v Praze míří na celosvětové finále Microsoft Imagine Studentský startup XGLU, zabývající se vývojem bezbateriového glukometru, vybojoval…

Více aktualit

Perspektivy využití malých vodních elektráren k provozu elektrických vozidel a tepelných čerpadel

číslo 10/2003

inovace, technologie, projekty

Perspektivy využití malých vodních elektráren k provozu elektrických vozidel a tepelných čerpadel

doc. Ing. Miroslav Cenek, CSc., prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc., Ing. Zdenka Rozsívalová,
Ústav elektrotechnologie, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií,
Vysoké učení technické v Brně

Současný stav

V současné době se k nabíjení elektrických vozidel a k provozu tepelných čerpadel používá elektrická energie z rozvodné elektrické sítě, do které přispívají i výrobci elektrické energie z obnovitelných zdrojů, tj. např. malých vodních elektráren.

Dosud nízké výkupní ceny elektrické energie vyrobené v malých vodních elektrárnách nutí tyto malovýrobce elektrické energie zabývat se možností přímého využití elektrické energie v místě jejich instalace, např. k nabíjení jednostopých a dvoustopých elektrických vozidel v rámci individuální ekologické dopravy, perspektivně i elektrobusů v rámci hromadné ekologické dopravy a současně i k provozu tepelných čerpadel v budovách, kde jsou malé vodní elektrárny instalovány.

Navrhované řešení

Elektrická vozidla jednostopá (elektrická kola s pomocným elektrickým pohonem, skládací elektrické skútry a elektrické skútry klasické konstrukce, dvoustopá elektrická vozidla – sedany a pick-upy) a elektrobusy jsou v současné době nabíjeny z rozvodné elektrické sítě, obvykle nabíjecím režimem, který odpovídá době nabíjení zcela vybité baterie v délce 6 až 8 hodin, většinou v nočních hodinách při využití nižší cenové sazby elektrické energie.

Obr. 1.

Cestou ke zvýšení využití elektrické energie z malých vodních elektráren je nabíjení elektrických vozidel, v místě instalace těchto elektráren za použití jejich rychlého nabíjení, které odpovídá době 45 až 90 minut pro zcela vybitou akumulátorovou baterii.

Přímé nabíjení elektrických vozidel z malých vodních elektráren umožňuje odstranění ztrát elektrické energie, které vznikají při jejím převodu v místě její výroby do elektrické sítě a zpět, jež u stabilní rozvodné elektrické sítě činí 10 % a u nestabilní rozvodné sítě až 20 %.

Rychlé nabíjení akumulátorových baterií elektrických vozidel umožňuje zvýšit účinnost nabíjení těchto baterií vůči klasickým způsobům nabíjení z dosavadních 70 až 85 % podle typu baterie na 95 až 98 % při použití jejich rychlého nabíjení.

Celkově lze tedy konstatovat, že rychlé nabíjení elektrických vozidel přímo z malých vodních elektráren umožňuje zvýšení využití elektrické energie vůči nabíjení z rozvodné elektrické sítě v průměru o 29 % u stabilní elektrické sítě a o 39 % u nestabilní elektrické sítě.

Rychlé nabíjení akumulátorových baterií elektrických vozidel navíc umožňuje dvojnásobné až trojnásobné prodloužení životnosti akumulátorových baterií a současně výrazné prodloužení denního dojezdu elektrických vozidel, jež činí u dvoustopých vozidel až 180 km a u elektrobusů až 240 km.

Vedle uvedených úspor elektrické energie je využití elektrické energie získané z těchto elektráren výhodné pro jejich majitele i s ohledem na úspory elektrické energie při zajištění provozu tepelných čerpadel, které je možné přímo v budovách, kde jsou tyto elektrárny instalovány, použít k jejich vytápění v zimě a k chlazení v létě a k ohřevu teplé vody.

Obr. 2.

Při vytápění bytových prostorů pomocí tepelných čerpadel dochází k efektivnějšímu využití elektrické energie vyrobené z malých vodních elektráren, a to 2,5krát až 4krát vyššímu podle typu tepelného čerpadla. Např. tepelné čerpadlo s topným faktorem 3,0 spotřebovává pro výrobu 3 kW·h tepla pouze 1 kW·h elektrické energie, je tedy 3krát efektivnější ve srovnání s přímým elektrickým ohřevem.

Použití elektrických vozidel místo vozidel se spalovacími motory současně zlepšuje kvalitu ovzduší i ve volné přírodě, mimo městské aglomerace v místech, kde jsou malé vodní elektrárny umístěny.

Menší dosah dojezdu elektrických vozidel je výrazně vyvážen možností získání elektrické energie, potřebné pro provoz elektrických vozidel v místě bydliště jejich uživatele oproti nutnosti přepravy vozidel se spalovacími motory pro palivo k čerpacím stanicím v místech s výrazně řidší sítí oproti městským aglomeracím.

Použití elektrické energie z malých vodních elektráren v místě jejich instalace k nabíjení elektrických vozidel a provozu tepelných čerpadel je výhodné pro majitele těchto elektráren i s ohledem na stávající nízké výkupní ceny elektrické energie dodávané do rozvodné elektrické sítě. Např. v Rakousku dříve odpovídala tato výkupní cena 0,70 ATS/kW·h a v Německu 0,09 DEM/kW·h.

Společné využití elektrické energie z malých vodních elektráren k provozu elektrických vozidel a tepelných čerpadel je současně perspektivní i z hlediska ekologického, neboť umožní zvyšování podílu obnovitelné energie na provozu elektrických vozidel.