Дослідження технології використання сонячних панелей для зарядки електромобілів

2023;
: cc. 160 - 171
1
Національний університет "Львівська політехніка"
2
Національний університет «Львівська політехніка», Кафедра комп’ютеризовані системи автоматики

Досліджено основні аспекти заряджання електромобілів від сонячних панелей, а саме від сонячних панелей, які мають поворотну вісь за сонцем, саме це дозволяє збільшити накопичення енергії на 20 – 40%.

Розглянуто різні технології та системи заряджання електромобілів від сонячних панелей, включаючи покрівельні сонячні панелі, пересувні зарядні станції та інші інноваційні рішення. Висвітлено природоохоронні переваги використання сонячних панелей для заряджання електромобілів, включаючи зменшення викидів CO2 та залежності від нафти. Проаналізовано економічні вигоди щодо того, що сонячні панелі з поворотною віссю мають потенціал збирати більше сонячної енергії, оскільки завжди націлюються на сонце. У той час як статичні панелі, які стоять на місці, можуть втрачати частину потенційної енергії через неналежне освітлення. Обговорено фінансові вигоди, пов'язані зі зменшенням витрат на пальне та електроенергію, а також можливість генерації додаткового прибутку через продаж надлишкової сонячної енергії в мережу.

Розглянуто технічні виклики, пов'язані з ефективністю сонячних панелей, потужністю заряджання та зберіганням енергії, а також спрогнозовано напрямки розвитку цих технологій.

Описано результати дослідження процесу заряджання електромобіля від сонячних панелей. Показано, що найкращі сонячні панелі мають в середньому 20.5% ККД, зважаючи на кількість сонячних днів в Україні цього достатньо для використання енергії для заряджання автомобіля. Встановлено, що для середньостатистичного водія, який проїжджає близько 15000 кілометрів на рік, що є навіть вище середнього, щоб покрити потреби з зарядкою потрібно близько 2700 кВт, це близько 11000 грн на рік, що є дуже дешево для власника автівки.

  1. Belyakov, N. Sustainable Power Generation: Current Status, Future Challenges, and Perspec- tives; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2019. [Google Scholar], DOI 10.1016/j.joule.2019.07.013.
  2. European Environment Agency (EEA). Progress of EU Transport Sector Towards Its Environment and Climate Objectives. 2018. Available online:  https://www.eea.europa.eu/themes/transport/term/term-briefing-2018, DOI: 10.34894/PJ2M1C.
  3. Fotopoulou, M.; Rakopoulos, D.; Blanas, O. Day Ahead Optimal Dispatch Schedule in a Smart Grid Con- taining Distributed Energy Resources and Electric Vehicles. Sensors 2021, 21, 7295. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed], DOI: https://doi.org/10.3390/s21217295
  4. Seme, S.; Štumberger, B.; Hadžiselimović, M.; Sredenšek, K. Solar Photovoltaic Tracking Systems for Elec- tricity Generation: A Review. Energies 2020, 13, 4224. [Google Scholar] [CrossRef], DOI: https://doi.org/10.3390/en13164224
  5. Olga Kanz, Angèle Reinders, Johanna May and Kaining Ding Environmental Impacts of Integrated Photo- voltaic Modules in Light Utility Electric Vehicles / Energies 2020, 13(19), 5120; DOI: https://doi.org/10.3390/en13195120
  6. Mohamad Monkiz Khasreen, Phillip F. G. Banfill, Gillian F. Menzies Life-Cycle Assessment and the Envi- ronmental Impact of Buildings: A Review. Sustainability 2009, 1(3), 674-701; DOI: https://doi.org/10.3390/su1030674.
  7. Asaad Mohammad, Ramon Zamora and Tek Tjing Lie / Integration of Electric Vehicles in the Distribution Network: A Review of PV Based Electric Vehicle Modelling Energies 2020, 13(17), 4541; DOI: https://doi.org/10.3390/en13174541.
  8. Jamie Morgan Electric vehicles: the future we made and the problem of unmaking it | Cambridge Journal of Economics Article Navigation / Cambridge Journal of Economics, Volume 44, Issue 4, July 2020, Pages 953–977, DOI: https://doi.org/10.1093/cje/beaa022.
  9. Sharma, P.; Malhotra, N. Solar Tracking System Using Microcontroller. no. Iconce. 2014, pp. 77–79. Available online: www.theijes.com (accessed on 20 September 2021), DOI:10.1109/ICONCE.2014.6808687.
  10. Gautham Ram Chandra Mouli, Peter Van Duijsen, Francesca Grazian, Ajay Jamodkar, Pavol Bauer and Olindo Isabella Sustainable E-Bike Charging Station That Enables AC, DC and Wireless Charging from Solar En- ergy Energies 2020, 13(14), 3549; DOI: https://doi.org/10.3390/en13143549.
  11. Mohammad Bagher Askari, Vahid Mirzaei Mahmoud Abadi, Mohsen Mirhabibi Types of Solar Cells and Application / American Journal of Optics and Photonics 3(5):2015, DOI:10.11648/j.ajop.20150305.17.
  12. Mahmoud Makkiabadi, Siamak Hoseinzadeh, Ali Taghavirashidizadeh, Mohsen Soleimaninezhad, Mohammadmahdi Kamyabi, Hassan Hajabdollahi, Meysam Majidi Nezhad, Giuseppe Piras Performance Evaluation of Solar Power Plants: A Review and a Case Study Processes 2021, 9(12), 2253; https://doi.org/10.3390/pr9122253.
  13. Jesús Rodríguez-Molina, Pedro Castillejo, Victoria Beltran and Margarita Martínez-Núñez A Model for Cost–Benefit Analysis of Privately Owned Vehicle-to-Grid Solutions: Energies 2020, 13(21), 5814; DOI: https://doi.org/10.3390/en13215814.
  14. Marcos A. Ponce-Jara 1, Carlos Velásquez-Figueroa 1, María Reyes-Mero 1 and Catalina Rus-Casas Performance Comparison between Fixed and Dual-Axis Sun-Tracking Photovoltaic Panels with an IoT Monitoring System in the Coastal Region of Ecuador / Sustainability 2022, 14, 1696. https://doi.org/10.3390/su14031696 (www.mdpi.com/journal/sustainability).
  15. Lee, C.Y.; Chou, P.C.; Chiang, C.M.; Lin, C.F. Sun Tracking Systems: A Review. Sensors 2009, 9, 3875– 3890. [Google Scholar] [CrossRef], https://doi.org/10.3390/s90503875.
  16. Racharla, S.; Rajan, K. Solar tracking system — A review. Int. J. Sustain. Eng. 2017, 10, 72–81. [Google Scholar] [CrossRef], DOI:10.1080/19397038.2016.1267816.
  17. Tawfiq M. Aljohani, Ahmed F. Ebrahim and Osama Mohammed / Hybrid Microgrid Energy Management and Control Based on Metaheuristic-Driven Vector-Decoupled Algorithm Considering Intermittent Renewable Sources and Electric Vehicles Charging Lot / Energies 2020, 13(13), 3423; DOI: https://doi.org/10.3390/en13133423.