Найефективніша зарядка для електровантажівок видає 1 МВт потужності при ККД 99,26%

Німецькі інженери розробили нову систему надшвидкої зарядки електротранспорту, здатну видавати потужність понад один мегават при ефективності 99,26%. Розробка призначена насамперед для електричних вантажівок, автобусів та іншого важкого транспорту, який потребує значно більшої потужності зарядки, ніж легкові електромобілі.

Проєкт було реалізовано під керівництвом Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems у межах програми HV-MELA-BAT. Головним завданням інженерів стало створення мегаватної зарядної станції, яка могла б працювати без значного перевантаження електромережі та водночас забезпечувати максимально високу ефективність передачі енергії.

Надшвидка зарядка важкого транспорту

З розвитком електричних вантажівок потреба у потужних зарядних станціях швидко зростає. Важкий транспорт споживає великі обсяги енергії, тому звичайні швидкі зарядні станції вже не можуть забезпечити необхідну швидкість зарядки. Саме тому розробляється новий стандарт Megawatt Charging System, розрахований на потужність понад 1 МВт.

Нова система використовує високоефективну силову електроніку, модульні перетворювачі та буферну систему накопичення енергії. Цікаво, що як буферні накопичувачі застосовуються акумулятори від легкових електромобілів, які вже відпрацювали у транспорті, але ще придатні для стаціонарних систем зберігання енергії.

Буферні батареї відіграють ключову роль у роботі станції. Вони дозволяють накопичувати енергію та віддавати її під час пікових навантажень, завдяки чому зарядна станція може видавати потужність понад 1 МВт навіть тоді, коли підключення до електромережі обмежене приблизно 500 кВт. Це значно зменшує навантаження на інфраструктуру та дозволяє встановлювати такі станції без масштабної модернізації електромереж.

Інтеграція сонячної енергії та накопичувачів

Ще однією особливістю системи є можливість інтеграції сонячних електростанцій. Електроенергія від сонячних панелей може безпосередньо використовуватися для зарядки транспорту або спочатку накопичуватися у буферних акумуляторах, а потім застосовуватися для надшвидкої зарядки. Такий підхід робить зарядні станції більш автономними та енергоефективними.

Усі елементи системи — електромережа, акумулятори та зарядна станція — об’єднані спільною DC-шиною через модульні DC/DC перетворювачі. Це дозволяє гнучко керувати потоками енергії та підвищує загальну ефективність системи.

Модульна архітектура потужністю понад 1 МВт

Основою зарядної станції стали компактні гальванічно розв’язані DC/DC перетворювачі потужністю по 250 кВт. Об’єднання чотирьох таких модулів дозволяє отримати систему потужністю понад один мегават.

Перетворювачі працюють на високій частоті перемикання, що дозволяє зменшити розміри трансформаторів та інших компонентів. У результаті система виходить компактнішою і потребує менше матеріалів для виробництва. При цьому щільність потужності становить близько 9 кВт на літр об’єму, що є дуже високим показником для обладнання такого класу.

За словами розробників, максимальна ефективність системи становить 99,26%, що є одним із найкращих результатів серед зарядних систем такої потужності.

Перспективи мегаватних зарядних станцій

Розвиток мегаватних зарядних станцій вважається важливим етапом переходу вантажного транспорту на електроенергію. Такі станції дозволять значно скоротити час зарядки електричних вантажівок і автобусів, що зробить електричний комерційний транспорт більш зручним та економічно вигідним.

Очікується, що в майбутньому мегаватні зарядні станції з’являться на логістичних терміналах, автомагістралях, промислових підприємствах та поруч із великими сонячними і вітровими електростанціями. Використання буферних накопичувачів та відновлюваних джерел енергії дозволить зменшити навантаження на електромережі та зробити зарядну інфраструктуру більш стабільною та ефективною.