Li-Ion batterier som assistanse ved hurtiglading

Nye forskrifter krever at 6% av plassene i et P-hus skal være til elbiler

En av de største fordelene med litium-ionbatterier er muligheten til å lade hurtig. Med nok kraft og energi tilgjengelig kan nesten alle varianter lade til 95% kapasitet på under en time. Det springende punktet er naturligvis "nok kraft tilgjengelig".

En av de største fordelene med litium-ionbatterier er muligheten til å lade hurtig. Med nok kraft og energi tilgjengelig kan nesten alle varianter lade til 95% kapasitet på under en time. Det springende punktet er naturligvis "nok kraft tilgjengelig".

Ladekurve for Li-Ion batterier


Gransker man ladekurven for et li-ion batteri, vil du se at det trekker maksimalt med kraft gjennom nesten hele ladeprosessen. Styringssystemet sørger for at batteriet ikke trekker så mye kraft at batteriet blir overopphetet, prosessen er – i forhold til andre typer batterier – svært rask. Ved rundt 95% ladning, vil styringssystemet redusere ladestrømmen for å la betteriet ballansere toppladingen.

En hurtiglader for biler kan levere opptil 60kW, og kan dermed lade et elbilbatteri opp til 95% av kapasitet på under en halv time. En kraftig hjemmelader, som typisk leverer rundt 10kW, trenger dermed seks ganger lenger tid på å lade batteriet like mye.

Lading i P-hus


Nye forskrifter krever at 6% av plassene i et P-hus skal være til elbiler – de skal ha lademulighet. Tidligere var det opp til eieren av anlegget å bestemme antall ladeplasser.

Et lite regnestykke demonstrere hvor krevende dette kravet kan være;

Hvis vi tar utgangspunkt i et parkeringshus på 500 plasser, vil 6% tilsvare 30 ladepunkter. Hvert ladepunkt er på 20kW, slik at det kan lade en bil i løpet av en kort arbeidsdag. Hvis alle disse ladepunktene er i bruk samtidig, ikke et umulig scenarium i f. eks et kontorbygg i Oslo sentrum, vil ladepunktene trekke opptil 600kW. Dette er i praksis umulig å få til for de aller fleste anlegg.

Problemet kan løses på flere måter. Ikke alle er ideelle. Den enkleste løsningen er å tilføre hvert ladepunkt mindre kraft. Resultatet av dette vil være at bilene lader svært sakte. Alternativt kan man lade bare noen bilder av gangen, slik at de som ankommer sist, må vente til de første bilene er ladet. Dette kan være uheldig f. eks for en bruker som trenger bilen til et møte midt på dagen. Den siste løsningen vil være å supplere ladingen med energi fra en batteribank i P-huset. Denne batteribanken kan fylles mens P-huset ikke er i bruk, for så å assistere ladingen. Hvis vi i eksempelet ovenfor ser for oss et 400-500kWt litium-ion batterianlegg som ladeassistanse, vil dette være tilstrekkelig til å gi alle laderne full kapasitet de første 20 minuttene. Etterhvert som noen biler blir fulladet vil belastningen på systemet reduseres og de resterende bilene vil kunne lades med ordinær strømkapasitet. Senere vil belastningen falle ytterligere slik at batteripakken kan lades til neste dag.

Hurtiglading av El-busser


Flere selskaper har startet prøveprosjekter med elektriske rutebusser. Forskjellige strategier og batterikapasitet blir forsøkt. Den vanligste løsningen er busser med kapasitet på rundt 100kWt med hurtiglading på endestasjonene. For kortere ruter vil en slik batterikapasitet tillate at bussen kommer både frem og tilbake selv om det ene ladepunktet blir utilgjengelig.

En vesentlig kostnad her er infrastruktur. I eksempelet over skal ladepunktene på hver endeholdeplass kunne levere rundt 25kWt i løpet av så kort tid som mulig. Der det allerede finnes infrastruktur for f. eks T-bane eller trikk, vil dette være mulig å få til. Andre steder kan utbyggingen fort bli kostbar. Løsningen her er å akkumulere energi i en batteribank, som så brukes til hurtiglading når bussen er på holdeplassen. En relativt beskjeden batteribank vil være i stand til å løse dette, samtidig som man som regel ikke trenger å føre frem høyspenning. Vi hjelper deg gjerne med planlegging og beregning

Mange bussruter har naturlige korte stans underveis. Dette kan være ved kollektivknutepunkter eller lignende. Med batteribaserte "hurtigladestasjoner" på disse punktene vil det være mulig å tilføre bussen betydelig energi på kort tid. Dette kan åpne for helelektriske busser på nye ruter, eller for å kjøpe busser med mindre batteripakker. Mindre batteripakker gir igjen et lettere kjøretøy og mulighet for flere passasjerer dette er spekulasjon.

Elektriske fartøy


Sjøbasert transport er i ferd med å gjennomgå den samme elektrifiseringen som landbasert. Fergestrekninger er de mest åpenbare kandidatene siden distansen er kjent og det er lett å planlegge ladepunktene. Også på ferger, blir forskjellige strategier forsøkt. Noen ferger bruker en stor batteripakke som fullades om natten, for så å bare "fylle på" så mye som mulig ved hvert stopp. Andre bruker en strategi der batteripakken tilpasses overfarten og fergen skal lades (nesten) full ved hvert anløp. Hybridløsninger med batterier og et diesel/gassagregat er brukes også, men regnes av de fleste som en overgangsløsning.

På overfarten Brekstad-Valset i Sør-Trøndelag skal rederiet Fjord-1 sette inn to elektriske ferger. Fergene med kapasitet på 50 biler, seks vogntog og 200 personer vil få en batterikapasitet på 1MWt. Fergene skal lades ved hvert anløp.

En ferge har en naturlig pause for lossing og lasting, men utover dette er det ønskelig at fergen kan kjøre etter en rute der kaitiden er så liten som mulig. Ladingen bør derfor gjøres så effektiv som mulig.

Hvis vi i eksempelet over tenker oss at fergen gjør 12 overfarter pr. døgn (i hver retning) og hver overfart normalt tapper batteriet rundt 60%. Ideelt sett ligger fergen ikke mer enn 15 minutter til kai. Døgnforbruket på terminalen vil da bli 1MWt x 0.6 x 12 som blir rundt 7.2 MWt, som tilsvarer rundt 300kW effekt over hele døgnet. Ladetoppen blir imidlertid mer intens; 600 KWt skal lades i løpet av 15 minutter, som tilsvarer en effekt på 2.4 MW. Med en batteripakke på rundt 600kWt, vil man her kunne spare en svært kostbar infrastrukturutbygging.

Ferger er naturligvis ikke de eneste fartøyene som egner seg for elektrifisering. Vellykkede forsøk er gjort med fiskefartøy og ikke minst "oppdrettsbusser" som frakter fisk fra oppdrettsanlegg til slakteriet. Som tommelfingerregler gjelder følgende:
• Jo mer rutinemessig bruken er, jo lettere er det å planlegge batteripakken
• Ønskes kort kaitid, bør man bruke batterier til ladeassistanse
• Ønskes større frihet, bør batteripakken suppleres med en generator til et hybridsystem.

Vi hjelper deg gjerne å planlegge ditt anlegg