Λύση για γρήγορη φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων

Μία εφικτή λύση με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα είναι η δημιουργία τοπικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, με τη χρήση χημικών συσσωρευτών παρόμοιων με εκείνους των μπαταριών των ηλεκτρικών αυτοκινήτων – το μειονέκτημά τους είναι ότι η συχνή φόρτιση και εκφόρτιση μειώνει τη διάρκεια ζωής τους και κάποια στιγμή θα ήταν αναγκαία η ανακύκλωσή τους.  

Το τμήμα της Skoda που εξελίσσει τεχνολογίες του μέλλοντος, ανάμεσά τους και η έρευνα για τη γρήγορη φόρτιση, πιθανά έχει τη λύση. Eχει συνάψει συμφωνία στρατηγικής συνεργασίας με τη Chakratec, μια start-up εταιρεία από το Ισραήλ που είναι ο δημιουργός του Kinetic Power Booster. Πρόκειται για ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που βασίζεται σε σφόνδυλο, χωρίς να απαιτούνται μπαταρίες. Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει τη φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων με διπλάσια ισχύ σε σχέση με αυτή που μπορεί να παρέχει το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μέρη όπου η δυναμικότητα του δικτύου είναι πολύ πιο μικρή σε σχέση με αυτήν που απαιτείται για γρήγορη φόρτιση. Ή, τέλος, μπορεί να φορτίσει δύο ηλεκτρικά αυτοκίνητα με «πλήρη» ταχύτητα, ενώ υπό διαφορετικές συνθήκες θα έπρεπε τα δύο αυτοκίνητα να μοιραστούν τη διαθέσιμη χωρητικότητα.

Πέρυσι, ξεκίνησε πιλοτική λειτουργία του καινοτόμου συστήματος αποθήκευσης κινητικής ενέργειας με σφόνδυλο, σε σύνδεση με ένα σταθμό γρήγορης φόρτισης. Πρόκειται για την πρώτη εγκατάσταση αυτού του τύπου στην Τσεχία και μόλις την τρίτη στον κόσμο.

Η εγκατάσταση αποθήκευσης κινητικής ενέργειας επιτρέπει τη γρήγορη φόρτιση ακόμη και σε περιοχές στις οποίες το τοπικό δίκτυο δεν θα ήταν αρκετά ισχυρό. Παράλληλα, το σύστημα αποθήκευσης απορροφά τα μέγιστα φορτία του δικτύου με την περιστροφή των σφονδύλων με μεγάλες ταχύτητες, με αποτέλεσμα την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας υπό τη μορφή κινητικής ενέργειας. Μόλις ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο συνδεθεί στη μονάδα αποθήκευσης, το Kinetic Power Booster επιβραδύνει ξανά τους σφόνδυλους και απελευθερώνει την ενέργεια ως ηλεκτρικό ρεύμα. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να διπλασιάσει την ισχύ φόρτισης για ένα δεδομένο χρονικό διάστημα σε σύγκριση με αυτήν που μπορεί να παρέχει το δίκτυο. Η συγκεκριμένη λύση είναι ιδανική για εκθέσεις αυτοκινήτων ή για εμπορικά κέντρα, όπου η αύξηση της παροχής για την εγκατάσταση ενός σταθμού γρήγορης φόρτισης συνεπάγεται μια ιδιαίτερα μεγάλη επένδυση.

Το μεγάλο πλεονέκτημα του συστήματος της Chakratec είναι ότι χρησιμοποιεί μηχανική μορφή αποθήκευσης ενέργειας και όχι χημική, κάτι που εγγυάται τη σταθερή απόδοση στο χρόνο. Η διάρκεια ζωής του υπολογίζεται σε είκοσι χρόνια.

Η τρέχουσα έκδοση του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας της ισραηλινής εταιρείας αποτελείται από δέκα σφόνδυλους, ο καθένας βάρους 150 κιλών. Βρίσκονται σε ειδικά χαλύβδινα πλαίσια σε ένα κοντέινερ, όπου περιστρέφονται σε κενό αέρος. Όταν τροφοδοτείται ρεύμα από το δίκτυο, η περιστροφή τους επιταχύνεται σταδιακά – αντίθετα, όταν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο φορτίζει την μπαταρία του, παράγουν ηλεκτρισμό και, αντίστοιχα, η ταχύτητα περιστροφής τους πέφτει σταδιακά.

Η συγκεκριμένη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας θα καθιστούσε δυνατή την ταυτόχρονη φόρτιση των μπαταριών δύο SKODA CITIGOe iV μέχρι το 80% της χωρητικότητάς τους σε μόλις μία ώρα και με διπλάσια ισχύ σε σχέση με αυτή που παρέχει μόνο του το δίκτυο. 

Όταν το Kinetic Power Booster βρίσκεται σε πλήρη φόρτιση, οι σφόνδυλοι περιστρέφονται με 18.000 περιστροφές ανά λεπτό. Όταν φορτίζεται ένα αυτοκίνητο, η ταχύτητα σταδιακά πέφτει στις 7.000 σ.α.λ. – σε αυτό το σημείο η φόρτιση σταματά επειδή υπάρχει πλήρης αποφόρτιση. Ο χρόνος που απαιτείται για την επαναφόρτιση – δηλ. την επαναφορά των σφονδύλων στη μέγιστη ταχύτητά τους – εξαρτάται από την ισχύ του δικτύου στο οποίο είναι συνδεδεμένη η εγκατάσταση – μία τυπική τιμή είναι 45’. Είναι χαρακτηριστικό ότι αν η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος διακοπεί όταν οι σφόνδυλοι περιστρέφονται με τη  μεγαλύτερή τους ταχύτητα, θα χρειαστούν τέσσερις ημέρες για να σταματήσουν εντελώς!

Η ίδια η εγκατάσταση αποθήκευσης, συμπεριλαμβανομένου του συνδεδεμένου σταθμού φόρτισης, καταναλώνει ελάχιστα, περίπου 3 kWh ενέργειας για την τροφοδοσία των σφονδύλων και των εξαρτημάτων της λειτουργίας του ίδιου του σταθμού φόρτισης. Αυτό σημαίνει ότι όλη υπόλοιπη ενέργεια που προέρχεται από το δίκτυο χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των μπαταριών των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.