Laden van elektrische voertuigen op zonne-energie

Elektrische voertuigen worden gezien als de duurzame toekomst van transport. Maar ze zijn alleen écht duurzaam als de elektriciteit om ze op te laden, uit duurzame bronnen komt en niet uit fossiele brandstoffen.

Daarom wordt door bedrijven en onderzoekers onder meer gekeken naar het opladen van elektrische voertuigen met zonnepanelen. De TU Delft heeft samen met de bedrijven Power Research Electronics en Last Mile Solutions een snellader ontwikkeld waarmee auto’s direct kunnen worden opgeladen met stroom uit zonnepanelen.

Gelijkstroom

Photovoltaïsche zonnepanelen (PV) wekken gelijkstroom (DC) op. Normaal moest deze gelijkstroom uit zonnepanelen eerst worden omgezet in wisselstroom (AC), voordat je een elektrische auto kon gaan opladen. ‘Momenteel gebruiken oplaadstations het 50Hz-wisselspanningsnetwerk om vermogen uit te wisselen tussen de zonnepanelen en het voertuig’, zegt Gautham Ram. ‘Dit is echter niet efficiënt en kosteneffectief, om twee redenen. Ten eerste leidt het omzetten naar wisselspanning tot onnodige omzettingsstappen en stroomverliezen. Ten tweede zijn er twee aparte DC-AC-omvormers nodig, één voor het voertuig en één voor de zonnepanelen, waardoor de kosten en de omvang toenemen.’

Geen tussenstap nodig

‘Een meer voor de hand liggende oplossing is dan ook om één omvormer te gebruiken, die het voertuig vanaf de panelen via een DC-link kan opladen en tevens een verbinding met het AC-stroomnet heeft. In dit onderzoek is daarom een 10kW-omvormer met een interne DC-link en drie terminals ontworpen, die het voertuig zowel vanuit de zonnepanelen als uit het stroomnet kan laden.’

Met deze lader is het stroomnet dus niet meer nodig als tussenstap om te laden. Bovendien werkt het systeem twee kanten op. Niet alleen kun je je elektrische auto opladen met zonnestroom, maar de energie uit de (opgeladen) batterij van de auto kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt om je huis of het stroomnet van elektriciteit te voorzien, al is in het laatste geval nog wel een omzetting naar wisselstroom nodig. Dit concept staat bekend als "van voertuig naar net"

‘De ontwikkelde omvormer is toegepast in een PV-laadstation, inclusief slimme laadalgoritmen. Het laden van het voertuig met zonne-energie resulteerde in een zero-CO2-emissie, lagere brandstofkosten, belastingvoordeel en minder afhankelijkheid van de PV-terugleververgoeding.’

Voor meer informatie kunt u contcat opnemen met:

Prof. dr. Pavol Bauer

dr. Ir. Gautham Ram

Links

Award IDtechEx– Most Significant Innovation for Electric Vehicles
https://www.tudelft.nl/2018/ewi/pavol-bauer-gautham-ram-and-menno-kardolus-awarded-most-significant-innovation-in-electric-vehicles-prize /

Department of DC Systems, Energy Conversion & Storage
https://www.tudelft.nl/en/eemcs/the-faculty/departments/electrical-sustainable-energy/dc-systems-energy-conversion-storage/

DIG IT Research Exhibition:
https://www.youtube.com/watch?v=6FPWXQ9Bbec&t=8s

Electric Cars: Technology

Obtain a comprehensive understanding of electric mobility to lead projects and initiatives to success:
https://online-learning.tudelft.nl/courses/electric-cars-technology /