С ростом популярности электромобилей по всему миру, включая Россию, городские власти и девелоперы сталкиваются с острой необходимостью развития зарядной инфраструктуры в многоквартирных домах. Этот процесс не только связан с установкой самих зарядных станций, но и с интеграцией их в существующие электросети, что значительно увеличивает затраты на модернизацию электросетей и создает множество технических вызовов. По данным исследования компании Strategic Partners к 2033 г., продажи электрокаров в России достигнут 340 тыс. единиц, а общий парк электромобилей вырастет до 1 778 тыс. единиц. В данной статье мы рассмотрим основные сложности, возникающие при установке зарядных станций в жилых домах, и предложим решение этих проблем с помощью системы Watts Battery.
Общее количество электромобилей заметно выросло и достигло 39 тысяч электромобилей в 2023 году. Источник: https://journal.tinkoff.ru/statistic-electrocars/
Основные вызовы при создании зарядной инфраструктуры в многоквартирных жилых домах
1. Повышенная нагрузка на электросети
Одним из ключевых вызовов является увеличение нагрузки на существующие электросети, которое сопровождается значительными затратами на модернизацию и подключение. Например, в Москве планируется построить около 600 новых электрозарядных станций до середины 2028 года, что требует не только установку самих станций, но и подключение их к электросетям. Такие изменения требуют существенных финансовых вложений, что увеличивает общие затраты на создание инфраструктуры. В Тамбовской области уже определено 45 точек для установки зарядных станций, 10 из которых находятся в спальных районах , а в Липецкой области планируется создание сети из 11 ЭЗС .
Общее число зарядных станций в публичном коммерческом доступе на территории России в 2023 году составило 4324. Существенную долю 32% составили «домашние» зарядных станций составила. Источник: https://sber.pro/publication/vysokoe-napryazhenie-kakie-perspektivy-u-ehlektromobilej-v-rossii/
Эти примеры показывают, что в настоящее время на одну зарядную станцию приходится около 9 автомобилей. Внедрение зарядных станций требует не только наличия соответствующего оборудования, но и значительной модернизации существующей инфраструктуры. В условиях ограниченных ресурсов и большого числа устаревших распределительных систем это делает задачу установки зарядных станций особенно сложной и затратной.
Парк BEV и установленные ЭЗС по федеральным округам в 2023 г., % от всего парка BEV и всех установленных ЭЗС соответственно (BEV — по состоянию на 01.07.2023; ЭЗС — по состоянию на ноябрь 2023 г.). Источник: Strategic Partners
2. Конкуренция за мощность в пиковые часы
Большинство владельцев электромобилей заряжают свои автомобили в вечерние и ночные часы, когда большинство жителей возвращаются домой с работы и одновременно используют бытовые электроприборы. Это создаёт резкие пики потребления электроэнергии. В таком режиме электросети могут столкнуться с серьёзными проблемами, включая кратковременные отключения, снижение напряжения и перегрузки оборудования. Такие пиковые нагрузки приводят к резкому увеличению тарифов на электроэнергию для всех жильцов дома, что снижает привлекательность проживания в таких комплексах и вызывает негативное отношение к зарядным станциям у соседей. Без должного управления, это может привести к серьезным сбоям в работе электрических сетей.
Исследования показывают, что при массовой установке зарядных станций в жилых комплексах пиковая нагрузка может увеличиться на 40%, что влечет за собой рост тарифов для всех жильцов. Например, в Липецкой области, где активно развивается зарядная инфраструктура, ситуация с перегрузками стала одной из проблем, требующих решения .
Для определения общей мощности парка зарядных станций по состоянию на 1 января 2024 года возьмем среднюю мощность зарядных станций, распределенных по типам аналогично выше представленному графику, и получим следующую картину:
Если пропорция распределения по типам зарядных станций сохранится, то к 2033 году дополнительно необходимая мощность распределительной инфраструктуры составит 1 770 МВт.
3. Ограниченные мощности существующих сетей
Во многих существующих многоквартирных домах электросети изначально проектировались без учета значительных дополнительных нагрузок, таких как электромобили. Это приводит к тому, что даже при желании установить достаточное количество зарядных станций, текущая инфраструктура не может поддерживать их одновременно. Например, для заряда десяти электромобилей требуется выделить дополнительные 200-300 кВт мощности, что часто невозможно без серьёзной модернизации распределительных сетей.
Это ограничение особенно критично в старых жилых районах и исторических центрах городов, где модернизация сетевой инфраструктуры технически сложна и крайне затратна. В таких случаях жильцы часто оказываются в условиях постоянных перебоев с электроэнергией или ограниченного доступа к зарядным станциям, что создаёт конфликтные ситуации среди владельцев электромобилей и других жителей дома
Введение новых нормативных актов, обязывающих застройщиков оборудовать не менее 5% парковочных мест зарядными станциями в новых жилых комплексах , лишь усугубляет проблему для существующих домов, где модернизация электросетей требует серьезных инвестиций.
Как показывают данные, для обеспечения подключения к сетям новых потребителей требуется значительная модернизация электросетей, что значительно увеличивает общие затраты на внедрение зарядных станций.
Как система Watts Battery решает проблемы зарядной инфраструктуры
Watts Battery предлагает инновационное решение для управления энергопотреблением, которое помогает избежать перегрузок сети, эффективно распределять мощность и снижать затраты на электроэнергию. Рассмотрим, как эта система решает описанные выше вызовы.
1. Высвобождение пиковой мощности
Watts Battery позволяет накапливать энергию в периоды низкого потребления, чтобы использовать её в часы пик, когда многие жители подключают свои электромобили к зарядным станциям. Это помогает избежать резких пиковых нагрузок и снижает необходимость в модернизации существующих электросетей. Например, если днем система накопит 250 кВт·ч энергии, её можно использовать для зарядки нескольких электромобилей вечером, что существенно снижает нагрузку на электросети дома.
Такие системы также позволяют интегрироваться с существующей инфраструктурой и тем самым минимизировать расходы на модернизацию сетей. Это особенно важно для жилых комплексов, в которых модернизация электросетей является дорогостоящей и технически сложной задачей.
2. Умное управление зарядкой
Watts Battery интегрируется с системой зарядных станций и обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Это достигается за счет приоритезации заряда электромобилей в зависимости от их текущих потребностей. Например, если одному автомобилю требуется быстрая зарядка, а другому не срочно, система может автоматически распределять мощность таким образом, чтобы предотвратить перегрузки сети и одновременно удовлетворить потребности всех пользователей.
3. Снижение расходов на электроэнергию
Использование системы Watts Battery позволяет значительно снизить затраты на электроэнергию. С помощью накопленной энергии, которая используется в пиковые часы, жильцы могут избегать повышенных тарифов и экономить до 30% на ежемесячных счетах за электроэнергию. Это становится особенно важным в условиях роста тарифов, что подтверждается данными по Москве и другим регионам.
Примеры из практики
В России пока отсутствую практические примеры внедрения технологий управляемых распределенных накопителей среди населения. Примером успешного внедрения системы управления энергией является исследование проведенное в Швеции, где аналогичная система позволила снизить пиковую нагрузку на электросети на 24%. В США исследование показало, что системы распределённых накопителей установленные у населения снижают затраты на модернизацию сетевой инфраструктуры на 30-50%. В одном из пилотных проектов в Нью Йорке, было показано, что внедрение распределенного хранения энергии позволило сократить прогнозируемую стоимость модернизации системы передачи электроэнергии с 1 млрд долларов США до 200 млн долларов США, что составляет снижение затрат на 80%. (Страница 27 отчета RMI: Case 2: Distribution upgrade
deferral in New York). Эти примеры показывают, что внедрение системы управления энергией помогает не только стабилизировать работу электросетей, но и существенно сэкономить на модернизации.
На графике изображена нагрузка на подстанцию до и после внедрения распределённых накопителей в домах района Бруклин-Квинс, Нью-Йорк, США. Обозначения на графике, слева направо: Мощность обеспеченная накопителями, Мощность подстанции, Типичный график нагрузки подстанции до внедрения накопителей, Нагрузка на подстанцию после проведения модернизации подстанции, Нагрузка на подстанцию после внедрения накопителей и управления пиковыми нагрузками. Источник (Страница 27 отчета RMI: Case 2: Distribution upgrade deferral in New York)
Масштабы развития зарядной инфраструктуры
Развитие зарядной инфраструктуры в России требует значительных инвестиций и усилий по модернизации существующих сетей. В Москве до 2028 года планируется построить около 600 новых зарядных станций, а в Тамбовской области уже определены 45 точек для установки ЭЗС, включая 10 станций в спальных районах . Это подчеркивает необходимость систем управления энергопотреблением, которые позволят справляться с увеличивающимися масштабами развития.
Внедрение системы Watts Battery в таких регионах может не только помочь избежать перегрузок электросетей, но и существенно сократить расходы на установку и подключение новых зарядных станций.
Последствия отсутствия системы управления энергией
Если установка зарядных станций происходит без внедрения интеллектуальных систем управления энергопотреблением, жильцы могут столкнуться с рядом негативных последствий:
- Рост тарифов на электроэнергию: Пиковые нагрузки в вечернее время могут привести к резкому увеличению стоимости электроэнергии для всех жильцов дома.
- Перегрузки и перебои в электроснабжении: Сети, работающие на пределе своей мощности, становятся уязвимыми к перегрузкам и отключениям, что негативно сказывается на качестве жизни жителей.
- Конфликты среди жильцов: Ограниченное количество зарядных станций и недоступность электроэнергии могут вызвать споры и конфликты среди жильцов, ухудшая социальную атмосферу в доме.
Заключение
Watts Battery представляет собой современное и эффективное решение для управления энергопотреблением в многоквартирных жилых домах. Благодаря использованию распределенных внутри многоквартирного дома накопителей энергии и интеллектуальной системе управления, система помогает снизить нагрузку на электросети, предотвратить перегрузки и уменьшить затраты на электроэнергию.
С ростом числа электромобилей и увеличением потребности в зарядных станциях, Watts Battery помогает эффективно справляться с новыми вызовами и улучшать качество жизни городских жителей, обеспечивая их стабильным и доступным электроснабжением. Внедрение системы Watts Battery становится необходимым инструментом в управлении современными энергосетями, позволяя экономить средства, способствуя развитию устойчивых и энергоэффективных городов будущего.
Автор: Юрий Власов, Генаральный директор ООО "Уаттс Бэтэри"