Představme si běžnou ulici rodinných domů. Dnes v ní stojí dvě, tři elektrická auta a nikdo nic neřeší. Teď ji ale posuňme o nějakých deset let dopředu, kdy bude na elektřinu jezdit klidně polovina domácností. Co se stane, když si v šest večer všichni připojí auto do zásuvky?
Distribuční síť elektřiny potřebuje load balancing. Bez něj to nepůjde
Články na téma nabíjení elektromobilů:
- Cena nabíjení elektromobilu: Který se komu vyplatí?
- Jak se nabíjí elektromobil
- Nabíjení elektromobilu generátorem - vyzkoušeli jsme to a fakt se to nevyplatí
- Nabíjení elektromobilů - doma i z dobíjecí stanice
- Jak funguje wallbox
- Jak dlouho se nabíjí elektromobil
- Nabíjení elektromobilu v zahraničí – rady a tipy pro začátečníky
- Nabíjení elektroaut zlevňuje
- Kde vezmeme energii pro všechny ty elektromobily?
- Realita nabíjení elektromobilů
- Nabíjení elektromobilu – jak dlouho to zabere na dlouhé cestě?
- Bezdrátové nabíjení elektromobilů
- Nabíjecí stanice – Tesla vás nechá hlasovat, kde bude další
- Nabíjení elektromobilu: Jaký výkon je dostatečný?
- Zvládne elektrická síť všechny ty elektromobily?
- Nabíjení elektroauta je ztrátové. Jak moc?
- Nabíjení elektromobilu doma z klasické zásuvky má svá nemalá rizika
- Rychlonabíjení a aktivní chlazení kabelů nabíječek
- Nabíjení baterie elektromobilu: Co se děje uvnitř?
- Rychlé nabíjení elektromobilu: Jak moc opotřebovává baterii?
- Nabíjení elektromobilu ze zásuvky a na cestách
- Nabíjení elektromobilu v praxi
- Domácí nabíjení elektromobilu: Jak to bude na sídlištích?
- Cena nabíjení elektromobilu: Jak si stojí oproti spalováku?
- Jaké problémy nás čekají s rozšířením elektromobilů?
- Preconditioning baterie: Proč auto na cestě k rychlonabíječce zahřívá baterii?
- Smart load balancing nám zachrání síť, až budou ulice plné elektromobilů - právě čtete
- V2G (Vehicle-to-Grid): Auto jako součást energetické sítě
Úvodem si přiznejme jednu věc. Problém není v tom, kolik elektřiny elektromobily spotřebují za rok. To je, jak si ukážeme, vcelku zvládnutelné množství. Problém je čistě v čase. Síť totiž netrápí roční odběr, ale špička. Tedy okamžik, kdy chce hodně lidí hodně proudu zároveň.
Kde je vlastně to úzké hrdlo
Začněme čísly – běžná domácí nabíječka, wallbox, má výkon 11 kW (to odpovídá třem fázím po 16 ampérech) nebo 22 kW při 32 ampérech na fázi. Jednofázové provedení zvládne kolem 7,4 kW. Pro srovnání, klasický rodinný dům má hlavní jistič často 3 × 25 A, což je zhruba 17 kW pro celou domácnost. Jedno auto nabíjené maximálním výkonem tedy ukousne významnou část toho, co má dům k dispozici.
A teď to podstatné. Domy v ulici nevisí každý na vlastním vedení, ale sdílí společnou trafostanici. Jedna taková distribuční trafostanice o výkonu 400 kVA běžně napájí i kolem dvou stovek odběrných míst. Dokud lidé jen svítí, vaří a perou, je všechno v pořádku, protože nikdo neodebírá maximum současně. Jakmile ale přibude k tomuto základu třeba třicet aut nabíjejících se ve stejnou chvíli, čísla se začnou nepříjemně sčítat.
Že to není jen teorie, ukazují konkrétní studie. Výzkum z Nizozemska spočítal, že už při třiceti procentech elektromobilů a nekoordinovaném nabíjení vyskočí odběrová špička zhruba o 54 procent. To je hodnota, na kterou stávající trafa a kabely zkrátka nebyly dimenzovány.
- Přečtěte si také: Infrastruktura pro EV: Norské zkušenosti a realita českých sídlišť
Zrádné fáze
Je tu ještě jeden, méně viditelný problém. Spousta levnějších elektromobilů a wallboxů nabíjí jen jednofázově. Pokud se v ulici sejde víc takových aut připojených náhodně na různé fáze, vznikne fázová nesymetrie. Jednoduše řečeno, jedna fáze je přetížená, zatímco druhá se fláká. To zvyšuje zatížení kabelů, zahřívá transformátor a může vést k poklesům a rozkolísání napětí, které pocítí i sousedé u svých spotřebičů. Měření i experimenty potvrzují, že právě souběh různých jednofázových nabíječek dělá síti největší vrásky a že bez aktivního řízení to nejde uhlídat.
Chytré řízení v praxi
A konečně se dostáváme k jádru věci. Řešením není kopat ulice a tahat silnější kabely, to by stálo majlant. Řešením je nabíjet chytře. Tady rozlišujeme dvě úrovně:
- Statické řízení je ta jednodušší varianta. Dostupný výkon se prostě rozdělí napevno mezi nabíječky podle pevně daného nastavení. Funguje, ale je to neefektivní, protože nepočítá s tím, že dům zrovna nic jiného nespotřebovává.
- Dynamické řízení je o level výš. Systém v reálném čase měří spotřebu celého objektu, tedy nejen nabíječek, ale i veškerého ostatního odběru, a podle toho průběžně přerozděluje výkon mezi jednotlivé stojany. Když si v poledne nikdo nevaří, auta dostanou víc. Když se večer zapnou trouby a myčky, algoritmus nabíjení automaticky přiškrtí, aby se nepřekročil sjednaný příkon a nevyhodil hlavní jistič. Kouzlo je v tom, že na stejnou přípojku takhle připojíme mnohem víc nabíječek, aniž bychom museli platit drahé posílení sítě.
Spotové ceny jako neviditelný dirigent
Existuje ještě elegantnější páka, a tou je cena. Pokud část domácností odebírá elektřinu za spotové ceny, nabíjení se samo přesune do hodin, kdy je proudu přebytek a je tedy levný. V praxi auto čeká, až cena klesne, a nabere energii třeba ve dvě ráno nebo za slunečné soboty kolem poledne, kdy fotovoltaika tlačí do sítě nadbytek.
Dynamické ceny tak fungují jako nástroj k vyvažování zátěže a posouvají odběr tam, kde má síť rezervu. Špička se rozprostře a síť nejede na hraně svých možností. Trochu paradoxně tak může nejvíc pomoct ne nějaká high tech vychytávka v autě, ale obyčejný tarif a chytrý algoritmus.
- Mohlo by vás zajímat: Rychlonabíjení baterie vyžaduje její předehřev. Jak to funguje?
Takže panika je zbytečná?
Do velké míry ano. Nárůst počtu elektromobilů u nás je navíc pozvolný, takže distributoři mají čas se připravit. ČEZ Distribuce jen v roce 2025 investovala do modernizace distribuční soustavy přibližně 19,2 miliardy korun. Klíčové je ale pochopit, že budoucnost nestojí na tom, kolik elektřiny vyrobíme, ale jak chytře ji rozprostřeme v čase. Ulice plná elektromobilů síť nepoloží, pokud nebude všech padesát aut tvrdohlavě nabíjet naráz na plný výkon. A přesně tomu chytré vyvažování zátěže zabraňuje.
Zdroj médií: Depositphotos.