Elektrische auto direct opladen via zonnepanelen
Onderzoeker Gautham Ram Chandra Mouli heeft een systeem ontwikkeld om elektrische auto's direct en snel op te laden met stroom die gegenereerd wordt met zonnepanelen. Met dit onderwerp is hij in maart aan de TU Delft gepromoveerd.
Elektrische auto's zijn een goede stap in de richting van duurzaam transport. Om ze nog een stukje groener te maken, heeft het uiteraard de voorkeur om ze op te laden met stroom die uit duurzame bronnen komt, en niet met fossiele brandstoffen wordt gegenereerd, zoals nu nog vaak het geval is.
Op basis van het onderzoek van Chandra Mouli is er nu een snellader ontwikkeld waarmee auto's direct opgeladen kunnen worden met stroom uit zonnepanelen. Zonnepanelen wekken gelijkstroom (DC) op, die normaal eerst wordt omgezet naar wisselstroom (AC) voor het stroomnet.
Bij elke omzetting treed er bovendien een behoorlijk energieverlies op. "Momenteel gebruiken oplaadstations het 50Hz-wisselspanningsnetwerk om vermogen uit te wisselen tussen de zonnepanelen en het voertuig", zegt Chandra Mouli. "Dit is echter niet efficiënt en kosteneffectief, om twee redenen. Ten eerste leidt het omzetten naar wisselspanning tot onnodige omzettingsstappen en verliezen. Ten tweede zijn er twee aparte DC-AComvormers nodig, één voor het voertuig en één voor de zonnepanelen, waardoor de kosten en het formaat toenemen."
De oplossing heeft Chandra Mouli gevonden in één omvormer die direct met de zonnepanelen is verbonden en via een DC-link het voertuig oplaadt. Daarnaast is de omvormer ook verbonden met het AC-stroomnet. De omvormer kan dus een voertuig zowel vanuit de panelen, als vanuit het stroomnet opladen.
Bovendien werkt het systeem twee kanten op: hij dient niet alleen als oplader voor de auto, maar kan de energie uit de opgeladen accu van de auto ook gebruiken om je huis van elektriciteit te voorzien. Ook kan hij, zoals nu gebruikelijk, energie terugleveren aan het stroomnet. Daarvoor wordt de elektriciteit uiteraard wel omgezet naar wisselstroom. "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 PVterugleververgoeding."
Het systeem kan worden uitgebreid door meerdere laders en zonnepanelen aan elkaar te koppelen. Bedrijventerreinen en woonwijken kunnen dan collectief een nieuwe insteek in de stroomvoorziening verwezenlijken, en daarmee deels los van het stroomnet kunnen functioneren. (ddu)