ترجمه فارسی عنوان مقاله

طراحی سیستم برای ایستگاه شارژ خورشیدی خودروی برقی در محل کار

عنوان انگلیسی

System design for a solar powered electric vehicle charging station for workplaces ☆

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
64569	2016	10 صفحه PDF

منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Applied Energy, Volume 168, 15 April 2016, Pages 434–443

فهرست مطالب ترجمه فارسی

نکات برجسته

کلمات کلیدی

چکیده

1 مقدمه

2- شارژ خودروی الکتریکی در محل کار با استفاده از PV

شکل 1. طراحی ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی خورشیدی.

شکل 2 . معماری سیستم شبکه متصل به شارژر EV-PV 10 کیلووات سه درگاهی.

شکل 3. مختصات پانل PV بر اساس زاویه نقطه جنوبAm (که از جنوب اندازه‌گیری شده) و اویه انحراف مدول (که نسبت به سطح افق اندازه‌گیری شده) تعیین شده است.

3- طراحی سیستمPV

1-3 تعیین مختصات بهینه آرایهPV در هلند

جدول 1. پارامترهای مدول Sun power E20-327

شکل 4 . بازده سالانه انرژی سیستم10 kW PV به صورت تابعی از انحراف مدول برای سال‌های 13-2011. مدول‌هایPV رو به جنوب و با زاویه جنوبی صفر درجه قرار دارند.

2-3 برآورد توان خروجی آرایهPV که به صورت بهینه در هلند قرار گرفته است

شکل 5 .توان خروجی سیستمPV 10 کیلووات به صورت تابعی از زمان برای سال 2013. مدول‌هایPV رو به جنوب با زاویه انحراف 28 درجه قرار گرفته‌اند.

شکل 6 .میانگین توان خروجی سیستمPV 10 کیلووات به صورت تابعی از زمان روز برای ماههای مختلف سال 2013

شکل7. بازده روزانه انرژی سیستمPV 10 کیلووات برای روزهای مختلف سال 2013.

شکل 8. میانگین بازده روزانه برای سیستمPV 10 کیلوواتی در ماههای مختلف سال 2013.

شکل 9. تغییر میانگین بازده ماهیانه سال 2013 برای مختصات ثابت و وقتی که از سیستم ردگیری یک و دومحوره استفاده شده است.

شکل 10. توزیع تکرار توان خروجی سیستمPV به صورت درصدی از زمان نور روز (وقتی که توان خروجیPV صفر نیست) و توزیع بازده سالانه به صورت تابعی از توان خروجی نشان داده شده است.

جدول3 . انرژی تحویل داده شده و بروز اختلاف در توان خروجیPV

جدول 4. کاهش بازده سالانه PV به دلیل اندازه بزرگتر آرایهPV در مقایسه با مبدل PV

3-3 توان نامی بالاتر آرایهPV نسبت به توان نامی مبدل PV

4 شارژ دینامیکی خودروی الکتریکی

شکل 11. روش‌های مختلف شارژ خودروی الکتریکی در مقایسه با میانگین روزانه خروجی آرایهPV برای ماههای مختلف سال 2013.

جدول 5. حداکثر توان و انرژی روش‌های شارژ 8 خودروی الکتریکی

1-4 مطابقت شارژ دینامیکی خودروی الکتریکی با تولیدPV

1-1-4 سناریو 1- بارخودروی الکتریکی برا ی7 روزهفته

2-1-4 سناریو 2- بارخودروی الکتریکی برای هر روزهفته

جدول 6. انرژی مبادله شده با شبکه برای بار خودروی الکتریکی در 5 روز هفته

جدول 7. انرژی مبادله شده برای بار خودروی الکتریکی درهر روزهفته

2-4 شارژ چند خودروی الکتریکی

5 قرار دادن ذخیره موضعی در شارژر EV-PV

شکل 12. شارژ چند خودرو با استفاده از روش شارژ گاوسی.

شکل 13. بازده روزانه انرژی PV و انرژی وارد یا کشیده شده از شبکه برای روش G4 بار 30 کیلووات ساعتی خودروی الکتریکی در روزهای هفته.

شکل 14. نمودار حالت برای عملکرد شارژر EV-PV با انباره محلی.

شکل 15. توان مبادله شده با شبکه (کیلووات) و انرژی ذخیره شده در انباره محلی (کیلووات ساعت) برای شارژر EV-PV در سال 2013 با در نظر گرفتن بارهای خودروهای الکتریکی در 7 روز هفته (چپ) و تنها در روزهای کاری (راست).

شکل 16. انرژی سالانه مبادله شده با شبکه برای سال 2013 به صورت تابعی از اندازه انباره، با در نظر گرفتن 7 روز هفته (چپ) و روزهای کاری (راست) با استفاده از روش شارژ گاوسی G4 خودروی الکتریکی.

شکل 17. درصدی از زمان در سال که انرژی مبادله شده با شبکه و باتری حالت خاصی از شارژ را برای 7 روز هفته (چپ) و فقط روزهای کاری (راست) با استفاده از روش شارژ گاوسی G4 خودروی الکتریکی ایجاد می‌کند.

6 نتیجه‌گیری

ترجمه کلمات کلیدی

باتری - وسایل نقلیه الکتریکی؛ ذخیره انرژی؛ سیستم فتوولتائیک؛ انرژی خورشیدی

کلمات کلیدی انگلیسی

Batteries; Electric vehicles; Energy storage; Photovoltaic systems; Solar energy

ترجمه چکیده

این مقاله احتمال شارژ باتری خوروهای الکتریکی در محل کار با استفاده از انرژی خورشیدی در هلند را بررسی می‌کند. برای تعیین مختصات بهینه پانل‌هایPV به منظور دستیابی به حداکثر بازده انرژی در هلند از داده‌های سازمان هواشناسی آلمان استفاده شده است. برای تعیین انرژی در دسترس برای شارژ EV و لزوم اتصال به شبکه، تغییرات فصلی و دوره‌ای تابش خورشید بررسی شده است. به دلیل تابش نسبتاً کم خورشید در هلند، ثابت شده که توان نامی آرایهPV می‌تواند تا 30 درصد بیشتر از توان نامی مبدل باشد. با هدف به حداقل رساندن وابستگی به شبکه و حداکثر استفاده از انرژی خورشیدی برای شارژ مستقیم خودروی الکتریکی، شارژهای دینامیکی مختلف خودروی الکتریکی مقایسه شده‌اند. دو سناریو مورد توجه قرار گرفته است- در سناریو اول خودروهای الکتریکی بایستی فقط روزهای کاری هفته شارژ شوند و در سناریو دیگر، خودروی الکتریکی بایستی هفت روز هفته شارژ شوند. برای تسهیل شارژ خودروهای الکتریکی مختلف از یک شارژ EV-PV، مکانیسم اولویت‌بندی پیشنهاد شده است. احتمال ادغام ذخیره‌سازی داخلی در شارژر EV-PV برای مستقل کردن آن از شبکه نیز بررسی شده است. اندازه بهینه ذخیره‌سازی که باعث کاهش وابستگی به شبکه به میزان 25% می‌شود، بررسی شده است.

ترجمه مقدمه

دو روند عمده پیش‌بینی شده در استفاده از انرژی درشبکه‌های هوشمنده آینده عبارت است از: 1- تولید انرژی تجدید‌پذیر غیر متمرکز در مقیاس بزرگ با استفاده از سیستم فتوولتایی(PV). 2- ظهور خودروهای برقی باتری(EV) به عنوان وسایل آینده حمل و نقل. اول این که، به دلیل کاهش قیمت پانل‌هایPV استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی همانند انرژی خورشید برای افراد بیشتری ممکن شده است. سایت‌های صنعتی وساختمان‌های اداری در هلند پتانسیل بالایی برای نصب پانل‌های فتوولتایی(PV)با سطح وسیع روی بام‌های مسطح دارند. در این رابطه می‌توان به انبارها، ساختمان‌های صنعتی، دانشگاه‌ها، کارخانه‌ها و غیره اشاره کرد. این پتانسیل تا به امروز چندان مورد توجه قرار نگرفته است. دوم،خودروهای الکتریکی درمقایسه با خودروهای بنزینی وسیله‌ای تمیز، کارآمد از نظر انرژی و بدون سروصدا برای حمل و نقل هستند. پیش‌بینی فعلی این است که درسال 2020، دویست هزار خودروی الکتریکی در هلند وجود داشته باشند. این مقاله، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده، احتمال ایجاد زیرساخت شارژ خودروی الکتریکی با استفاده از پانل‌های فتو ولتایی را بررسی می‌کند. برای استفاده از محل کار برای شارژ خودروهای الکتریکی کارمندان که طی روز پارک شده‌اند، سیستمی طراحی شده است. هدف این است که استفاده از انرژی فتوولتایی برای شارژ خودروهای الکتریکی به حداکثر رسیده و تبادل انرژی با شبکه به حداقل رسد. مزایا این شارژر EV-PV عبارتند از: 1-کاهش تقاضای انرژی شبکه به دلیل شارژ EV، زیرا توان شارژ به صورت موضعی و به صورت «سبز» با استفاده از پانل‌های خورشیدی تولید شده است. 2-باتری خودروی الکتریکی، انرژی فتوولتایی را ذخیره و تاثیر منفی ادغام فتو ولتای درمقیاس بزرگ بر شبکه توزیع را کاهش می‌دهد. 3- زمان پارک طولانی راه را برای استفاده از فناوری خودرو به شبکه (V2G) را هموار می‌کند، در این فناوری خودروی الکتریکی به عنوان یک ذخیره چرخشی قابل کنترل برای شبکه هوشمند عمل می‌کند. در چند کار قبلی، طراحی ایستگاه شارژ EV مبتنی بر PV بررسی شده است. مزایای متقابل شارژ EV با استفاده از انرژی خورشیدی در [19، 18] ذکر شده است، مزایای پتانسیل شارژ EV حاصل از انرژی خورشیدی امکان نفوذ بیششتر هر دوفناوری رافراهم می‌کند. در [20] نشان داده شده که تاثیرات منفی تولید بیش از حد برق خورشیدی با استفاده از PV در سطح ملی با استفاده از این برق برای شارژ خودروهای الکتریکی کاهش یافته است. این موضوع همان طور که در [19] نشان داده شده، به خصوص برای شارژ در محل کار قابل استفاده است. در [22، 21]، برای کلمبوس و لس‌آنجلس ایالات متحده نشان داده شد که مشوق اقتصادی و کاهش میزانCO2 بیشتر از شارژ خودروی الکتریکی با استفاده از شبکه برق است. عیب عمده شارژ خودروی الکتریکی با استفاده از PV، تغییرپذیری در تولیدPV است. شارژ هوشمند باعث ایجاد انعطاف‌پذیری شارژ خودروی الکتریکی به منظور تطبیق هر چه بیشتر با تولیدPV می‌شود. [23] نشان داده که شارژ هوشمند همراه با V2G باعث افزایش خود مصرفیPV و کاهش تقاضای پیک شبکه می‌شود. در [24]، وضعیت شارژ خودروی الکتریکی با زمان تغییر کرده و در نتیجه حداکثر استفاده از PV رخ می‌دهد. می‌توان مشاهده کرد که انرژی بیش از حد PV با بالاتر رفتن نفوذ خودروی الکتریکی کاهش می‌یابد. همچنین، تعداد کلی خودروهایی که با توان ثابت شارژ می‌شوند می‌توانند به صورت دینامیکی تغییر کنند به نحوی که همان طور که در [27] نشان داده شده، خالص توان شارژ بر اساس تولیدPV باشد. این نوع شارژ ترتیبی مزیتی بیش از شارژ لحظه‌ایEV دارد، این موضوع در [28] با در نظر گرفتن 9000 مورد مختلف ثابت شده است. در [29] برای مدیریت شارژ اسکوترهای الکتریکی از جابه‌جایی زمان استفاده شده به نحوی که خالص توان شارژ مطابق با وضعیتPV است. این روش با استفاده از داده‌های پیش‌بینی هواشناسی بهبود بیشتری پیدا کرده است. روش دوم برای رفع مشکل تغییرPV، همانند [35-31، 26]، استفاده از ذخیره محلی در خودروی الکتریکی تغذیه شده با ایستگاه شارژ EV است. انباره معمولاً زمانی شارژ می‌شود که انرژی خورشیدی بیشتری وجود داشته باشد و سپس وقتی که تولید انرژی با استفاده از انرژی خورشید کافی نبود از این منبع برای شارژ خودروی الکتریکی استفاده می‌شود. در [36]، سه الگوریتم مختلف برای شارژ (دشارژ) انباره محلی مقایسه شده‌اند و نشان داده شده که تابع حلقوی مبتنی بر دشارژ باتری و شارژ شبانه و زمانی که انرژی خورشیدی بیشتر است، بهترین استراتژی است. چون انباره یک قطعه گران است، سایز بندی بهینه آن بسیار مهم است. در مقالاتی که اشاره شده این موضوع نادیده گرفته شده است. ثانیاً، در کارهای تحقیقاتی که استفاده از شارژ هوشمند بررسی شده، استفاده از انباره محلی و بر عکس در تحقیقاتی که استفاده از انباره محلی بررسی شده، استفاده از شارژ هوشمند مورد توجه قرار نگرفته است. دو روشی که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته‌اند راجع به ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی با برق خورشیدی است. سوم، در رابطه با شارژ در محل کار مهم است که تاثیرات روز هفته و بار شارژ آخر هفته خودروی الکتریکی مشخص شوند. زیراPVی که پشت بام محل کار نصب شده حتی در روزهای آخر هفته و روزهای شنبه و یکشنبه که خودروهای الکتریکی کارمندان حضور ندارند، انرژی تولید می‌کند. این مقاله طراحی سیستمPV و شارژ خودروی الکتریکی را به صورت کلی بررسی کرده و موارد فوق را مورد توجه قرار داده است. موارد جدید این تحقیق در مقایسه با کارهای قبلی عبارتند از: 1- تعیین مختصات بهینه پانل‌هایPV برای به حداکثر رساندن بازده انرژی در هلند و مقایسه آن با استفاده از سیستم‌های ردگیری. 2- احتمال انتخاب توان نامی بالاتر آرایهPV نسبت به اندازه مبدل توان بر اساس شرایط آب و هوایی محل. 3-شارژ دینامیکی خودرو یا لکتریکی با استفاده از روش شارژ گاوسی و اولویت ‌بندی خودروی الکتریکی، که بر شارژ با توان ثابت ارجحیت دارد. 4- تعیین تاثیر شبکه در دو سناریوی شارژ مختلف محل کار/تجاری با در نظر گرفتن بار خودروی الکتریکی در 5 روز هفته و 7 روز هفته با استفاده از شبیه‌سازی کل سال. 5-اندازه بهینه انباره محلی با در نظر گرفتن داده‌های آب وهوایی و شارژ هوشمند خودروی الکتریکی. مقاله به پنج بخش تقسیم شده است. در بخش دوم، برای تعیین خروجی الکتریکی سیستمPV در هلند یک مدل با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی ایجاد شده است. مختصات بهینه پانل‌هایPV در هلند برای حداکثر بازده تعیین شده است. در بخش سوم، استراتژی‌های مختلف شارژ دینامیکی خودروی الکتریکی بررسی شده است، به نحوی که شارژ خودروی الکتریکی تا حد ممکن با روند تولیدPV مطابقت داشته باشد. در بخش چهارم، مزایای داشتن انباره باتری محلی در شارژر EV-PV بررسی و اندازه بهینه انباره تعیین شده است.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

This paper investigates the possibility of charging battery electric vehicles at workplace in Netherlands using solar energy. Data from the Dutch Meteorological Institute is used to determine the optimal orientation of PV panels for maximum energy yield in the Netherlands. The seasonal and diurnal variation in solar insolation is analyzed to determine the energy availability for EV charging and the necessity for grid connection. Due to relatively low solar insolation in Netherlands, it has been determined that the power rating of the PV array can be oversized by 30% with respect to power rating of the converter. Various dynamic EV charging profiles are compared with an aim to minimize the grid dependency and to maximize the usage of solar power to directly charge the EV. Two scenarios are considered – one where the EVs have to be charged only on weekdays and the second case where EV have to be charged all 7 days/week. A priority mechanism is proposed to facilitate the charging of multiple EV from a single EV–PV charger. The feasibility of integrating a local storage to the EV–PV charger to make it grid independent is evaluated. The optimal storage size that reduces the grid dependency by 25% is evaluated.