Maret 18th, 2022
Para peneliti telah melihat sejauh mana pemilik mobil listrik dapat mengisi kendaraan mereka dengan tenaga surya dari sistem fotovoltaik mereka sendiri.
- Pengisian daya fotovoltaik (PV) adalah ketika sinar matahari diubah langsung menjadi energi, sebuah sistem yang popularitasnya meningkat pesat untuk kendaraan listrik (EV).
- Sebuah tim peneliti baru-baru ini memeriksa sejauh mana pemilik EV dapat mengisi daya mobil mereka dengan daya dari sistem PV mereka sendiri.
- Dengan pengisian daya yang harus dilakukan pada siang hari, tidak masuk akal untuk menganggap ini bisa menjadi kelemahan utama dalam sistem.
- Tetapi para peneliti menemukan bahwa, dalam keadaan tertentu, daya PV dapat digunakan untuk mengisi daya EV 90% dari waktu.
Mobil listrik yang menggunakan tenaga PV terdengar menarik. Tetapi apakah benar-benar mungkin untuk menikmati fleksibilitas dengan kendaraan yang diisi daya melalui sistem fotovoltaik rumah? Tim peneliti ETH telah mencapai beberapa kesimpulan yang mengejutkan.
Area fotovoltaik (PV) meningkat pesat popularitasnya, dan di Swiss sudah mencakup 5% dari konsumsi listrik negara itu. Elektromobilitas juga melihat pertumbuhan yang kuat – dengan saat ini 70,000 kendaraan listrik murni di jalan Swiss, ditambah 200,000 hibrida. Martin Raubal, Profesor Teknik Geoinformasi di ETH Zurich, menyambut baik perkembangan tersebut: “Sektor mobilitas bertanggung jawab atas sekitar sepertiga gas rumah kaca di Swiss. Elektromobilitas adalah salah satu cara untuk mengurangi emisi CO2 dari transportasi.”
Tenaga surya dan e-mobilitas – pasangan yang sempurna
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Raubal kini telah menyatukan pertumbuhan fotovoltaik dan elektromobilitas dalam pendekatan hipotetis. Para ilmuwan ingin mengetahui sejauh mana pemilik mobil listrik dapat mengisi kendaraan mereka dengan daya dari sistem fotovoltaik mereka sendiri tanpa membatasi penggunaan mobil mereka seperti halnya dengan pengisian daya konvensional. Banyak orang skeptis tentang konsep pengisian daya dengan tenaga PV: “Bagaimana saya bisa menggunakan mobil listrik saya jika harus diisi pada siang hari saat matahari bersinar?” merupakan respon umum.
Studi oleh para peneliti ETH sangat membantu untuk melawan skeptisisme ini: “Hasil kami menunjukkan bahwa pemilik kendaraan listrik dapat menggunakan mobil mereka tanpa batasan tertentu, mengisi daya sebagian besar dengan daya fotovoltaik mereka sendiri, bahkan tanpa penyimpanan perantara, ” kata Henry Martin, meringkas hasil utama studi tersebut. Martin adalah mahasiswa doktoral di Institute of Cartography and Geoinformation di ETH Zurich dan melakukan penelitian di Institute of Advanced Research in Artificial Intelligence (IARAI) di Wina. Studi oleh para ilmuwan ETH baru saja diterbitkan di jurnal terkenal Ulasan Energi Terbarukan & Berkelanjutan.
Menghitung hasil tenaga surya
Studi ini berfokus pada 78 pengguna mobilitas listrik, yang umumnya tinggal di rumah keluarga tunggal dan sering menggunakan kendaraan mereka di siang hari. Perilaku pengguna mereka dicatat dengan cermat selama 10 bulan, memungkinkan para peneliti ETH untuk mengetahui kapan mobil listrik dikemudikan, ketika diam, dan ketika sedang diisi daya. Data pengguna berasal dari proyek “SBB Green Class”, di mana individu pribadi dapat membeli paket mobilitas yang terdiri dari kartu perjalanan GA dan mobil listrik, termasuk stasiun pengisian pribadi.
Pemilik kebanyakan mengisi mobil listrik mereka di stasiun pengisian rumah mereka dengan listrik utama. Apakah mereka dapat menggunakan mobil mereka secara fleksibel jika mereka mengisi daya dari sistem PV mereka sendiri? Untuk menjawab pertanyaan ini, rekan peneliti Martin René Buffat melengkapi rumah dari 78 pemilik kendaraan listrik dengan sistem PV hipotetis: ia mengidentifikasi rumah melalui alamat mereka, merekonstruksi area atap yang tersedia menggunakan data geospasial dan menutupinya secara virtual dengan panel surya . Menggunakan data cuaca historis dengan resolusi 30 menit, Buffat menghitung potensi hasil tenaga surya, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti naungan dari bangunan dan pepohonan di sekitarnya.
Strategi pengisian berbeda
Berdasarkan perhitungan model ini, peneliti ETH dapat menentukan berapa banyak daya PV yang tersedia untuk setiap pemilik mobil listrik pada waktu tertentu untuk mengisi daya kendaraan mereka. Mereka membuat asumsi bahwa daya akan digunakan terutama untuk mengisi daya kendaraan listrik. Daya pengisian maksimum dalam model adalah 11 kilowatt (kW). Tergantung pada rumahnya, sistem PV memiliki daya puncak 5 hingga 25 kW, yang biasanya cukup untuk mengisi daya mobil dengan daya penuh di bawah sinar matahari.
Untuk empat strategi pengisian daya yang berbeda, para peneliti menghitung proporsi daya PV rumah tangga yang diperlukan untuk mengisi daya mobil listrik tanpa perubahan perilaku mobilitas pengguna. Dalam kasus pertama, mereka diisi pada waktu yang sama seperti sebelumnya dengan listrik utama, tetapi sekarang dengan daya PV, jika tersedia. Hasilnya cukup serius: rata-rata, hanya 15% dari kebutuhan listrik tahunan yang dipenuhi oleh tenaga PV (selebihnya oleh listrik utama).
Strategi pengisian kedua, di mana kontrol cerdas sederhana (pengisian cerdas) memastikan bahwa baterai diisi setiap kali daya PV rumah tangga tersedia, memiliki hasil yang berbeda. Dalam hal ini, lebih dari setengah (56%) kebutuhan listrik dipenuhi dengan listrik PV rumah tangga, tanpa memerlukan penyimpanan sementara. “Kami terkejut dengan proporsi yang tinggi,” kata Martin. “Pengisian cerdas dapat secara signifikan meningkatkan konsumsi daya fotovoltaik rumah tangga – dan kendaraan dapat digunakan secara fleksibel seperti jika diisi dengan listrik utama.”
Pengisian daya cerdas adalah masa depan
Jika potensi kontrol cerdas dimanfaatkan secara konsisten (strategi pengisian ketiga), kendaraan listrik bahkan dapat diisi daya PV rumah tangga hingga 90% setiap saat. Jika daya PV disangga dalam unit penyimpanan (strategi pengisian keempat), kendaraan dapat digerakkan hampir secara eksklusif menggunakan energi matahari. Namun, para peneliti ETH bersikap ambivalen tentang penyimpanan perantara. Meskipun konsumsi listrik PV hijau rumah tangga dapat sedikit ditingkatkan, keseimbangan keberlanjutan sistem pengisian secara keseluruhan dipengaruhi oleh fakta bahwa produksi unit penyimpanan listrik menyebabkan jumlah CO2 yang relevan.
“Studi kasus kami menunjukkan potensi pengisian daya cerdas untuk pasokan energi terbarukan yang terdesentralisasi dan ramah jaringan yang sejauh ini telah dieksploitasi sangat sedikit,” kata Raubal. Kelompok risetnya saat ini sedang mengembangkan strategi pembelajaran mesin dengan tujuan untuk memprediksi hasil PV dan perilaku pengguna seakurat mungkin. Strategi-strategi ini menjadi dasar pengembangan algoritma smart-charging, yang diharapkan akan segera digunakan sebagai standar di stasiun pengisian untuk kendaraan listrik.
Artikel ini awalnya diterbitkan oleh World Economic Forum, pada 08 Januari 2022 bekerja sama dengan ETH Zurich., dan telah diterbitkan ulang sesuai dengan Lisensi Publik Internasional Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0. Anda bisa membaca artikel aslinya disini. Pandangan yang diungkapkan dalam artikel ini adalah dari penulis sendiri dan bukan dari WorldRef.
Jelajahi layanan WorldRef untuk mempelajari bagaimana kami membuat operasi bisnis global Anda lebih mudah dan lebih ekonomis!
Pembangkit Listrik Tenaga Angin | Solusi Tenaga Air | Audit Energi | Tenaga Panas & Kogenerasi | Sistem Kelistrikan | Layanan untuk Penjual | Sumber Industri Gratis | Solusi Industri | Penambangan & Pengolahan Mineral | Sistem Penanganan Material | Pengendalian Polusi Udara | Pengolahan Air & Air Limbah | Minyak, Gas, dan Petrokimia | Gula Dan Bioetanol | Solar Power | Solusi Tenaga Angin
