hirdetés
hirdetés

K+F+I

Újrahasznosított akkumulátor a e-autó töltéshez

Az Óbudai Egyetemen kifejlesztett innovatív elektromos autó töltőben az energiát napelemek biztosítják, amelyet újrahasznosított elektromos akkumulátorban tárolnak.

hirdetés

Az Óbudai Egyetemen, nemzetközi szinten is egyedülálló módon napelemes töltőállomást helyeztek üzembe 2020. január 15-én. Az Intézmény a Premium Napelem Kft-vel konzorciumban hozta létra az innovatív elektromos autó töltőt (Solar Carport), melyben az energiát napelemek biztosítják, és újrahasznosított elektromos akkumulátorban tárolják. A K+F projekt az Európai Unió szervezete, az EIT Urban Mobility támogatta. A fejlesztés révén az Egyetem hallgatói értékes szakmai-gyakorlati tapasztalatot szerezhetnek. Az innováció rendkívül gyorsan, négy hónap alatt valósult meg.

Az Óbudai Egyetem számára kiemelten fontos fejlesztés üzembe helyezésének napján Prof. Dr. Kovács Levente rektor beszédében köszönetét fejezte ki a projektben részt vevő szakembereknek. A projekt megvalósítását, az akkumulátorok újrahasznosítását és a töltő ilyetén használatát az országban egyedülállónak nevezte. Hozzátette, hogy az Óbudai Egyetem vezetése szívesen vesz részt minden ilyen és hasonló innovatív fejlesztésben. 

Prof. Dr. Kádár Péter, az Óbudai Egyetem Villamosenergetikai Intézetének igazgatója arról beszélt, hogy ez a berendezés is beleillik abba másfél évtizedes kutatás-fejlesztési ívbe, ami az Óbudai Egyetemen a napelemek technológiája és energetikai alkalmazásának területén folyik. Bár a napelemek és inverterek hazánkban is széles körben elterjedtek, mégis az akkumulátorok másodlagos hasznosítása, a szigetüzemű töltés és az autóból történő hálózati irányú visszatáplálás újdonságnak számít.

Reizer Levente, a Nissan PR Managere úgy fogalmazott: „2010 óta forgalmazzuk a Nissan LEAF-et és Magyarországon jelenleg ebből az elektromos autóból fut legtöbb az utakon. Bár az akkumulátorok nagyon megbízhatóak, fontos, hogy készüljünk arra az időre, amikor az autók elérik az életútjuk végét. Ezt követően – a Nissan számításai alapján – az autóból kiszerelt akkumulátorok energia tárolásra még akár 2-3 évtizeden keresztül is alkalmasak lehetnek. A mai napon átadott rendszer segít abban, hogy tapasztalatokat szerezzünk arra vonatkozóan, hogy hogyan tudjuk Magyarországon is meghosszabbítani az elektromos autók akkumulátorainak az életútját.”

„Az EIT Urban Mobility (eiturbanmobility.eu) az Európai Innovációs és Technológiai Intézet (EIT) támogatásval létrejött és működő innovációs hálózat, melynek fő célja az innovatív technológiák támogatása a városi közlekedés és árúszállítás terén. Nagy örömünkre szolgál, hogy a hazai egyetemek és kisvállakozások is részt tudnak venni az innovációs hálózat munkájában és fejlesztéseikkel hozzájárulnak a városok környezetbarátabbá és élhetőbbé tételéhez. Gratulálunk az Óbudai Egyetemnek és a Premium Napelem kft.-nek a fejlesztéshez és a további kapcsolódó innovatív kutatómunkához.” – mondta Huba Bence, az EIT Urban Mobility, Regional Innovation Scheme Managere.

Az Óbudai Egyetem kitűnik az oktatásban és kutatásban

Sok egyéb terület mellett az Óbudai Egyetem jeleskedik a napelemes rendszerek kutatása és oktatása terén. Magyarországon két intézmény biztosít ilyen szakirányú továbbképzést, az egyik az Óbudai Egyetem. Az Intézmény egyúttal lassan egy évtizede szaktudással és helyszínnel támogatja a napelemes iparág egyik legfontosabb konferenciáját a Magyar Napelem Napkollektor Szövetséggel közösen. Ugyanakkor az Egyetem vezetése számára fontos törekvés az e-Mobilitás érvényesítése is, mely területre felkészítik a jövő mérnökeit.

A projekthez szükséges akkumulátorokat két, használaton kívüli japán autóból szerelték ki. A Solar Carportot az Óbudai Egyetem Szőlő utcai telephelyén helyzeték üzembe annak érdekében, többek közt azért, hogy a hallgatók tanulmányozhassák az árammenedzsmentet. Az innovatív Solar Carport-tal lehetőség nyílik a napelemes rendszerek struktúrájának, főbb szerkezeti elemeinek, üzemeltetésének gyakorlati bemutatására. A hallgatók mérhetik a napelemek performanciáját, az akkumulátorok karakterisztikáját vagy az elektronikai egységek (inverter, töltő, akkuvezérlő) főbb jellemzőit. Mindezen túl a rendszer alkalmas kutatás-fejlesztési feladatok végzésére is, mit például az akkumulátorok másodlagos felhasználásával kapcsolatos tapasztalatok szerzése, a hálózati visszatáplálás vizsgálata (V2G – Vehicle to Grid), vagy akár az ütemezett töltés algoritmusainak fejlesztése.”

Az EU-ban különösen hangsúlyos cél a CO2-csökkentés, ezért elengedhetetlen a megújuló energia, azon belül is a napenergia használata. Az egyik megoldás a rohamosan növekvő eMobilitásban rejlik, mivel szerte a világban növekszik az autópark, ezáltal sokszorozódik az autókban lévő egységnyi akkupakk is. Ezért különösen fontos, hogy a szakemberek hasznosítani tudják a termékben rejlő kiváló lehetőséget. A projekt partnerek arra számítanak, hogy a jövőben nagymennyiségű elektromos autó akkumulátor érkezik majd vissza a piacra, melyek még több évtizedig alkalmasak lesznek energiatárolásra.

„Nemzetközi téren is újdonság”

A Solar Carport, napelemes autóbeállónak – azon kívül, hogy megújuló áramot termel, amelyet aztán mobilitásra hasznosítanak az elektromos autók – egyéb praktikus előnyei is vannak. Például az, hogy árnyékot is ad parkolás közben. Nemzetközi téren is újdonságnak számít, hogy a rendszer kiegészül egy újrahasznosított elektromos autó akkumulátorral. Az e-autók szegmense Magyarországon és Európában is a legdinamikusabban fejlődő iparág, és a (2020.01.01.-től) hatályos európai CO2-szabályozásnak köszönhetően az elkövetkező néhány évben ez minden bizonnyal így is marad. Az autóban lévő áramterhelés sokkal nagyobb, mint ami egy napelemes rendszernél szükséges, így akár több évtizedig is alkalmas lesz még erre a típusú felhasználásra.

Konzorciumi partnerek

Az Egyetem konzorciumi partnere a Premium Napelem Kft, amely az innovatív projektek mellett (például napelemes kapacitások drónokkal történő felmérése egy adott településen) elsősorban a lakossági piacon tevékenykedik. A támogató szervezet, az EIT Urban Mobiliy, mely az Európai Unió által létrehozott szervezet. Célja a felhasználó-központú, integrált, valóban multimodális közlekedési rendszerre történő áttérés felgyorsítása. A városi mobilitás vezető európai innovációs közösségeként az EIT Urban Mobility szakemberei azon dolgoznak, hogy megkönnyítsék a városok, az ipar, az egyetemek, a kutatás és az innováció közötti együttműködést a legsürgetőbb mobilitási kihívások megoldása érdekében. A szervezet kutatói és egyetemi partnerei megmutatják, hogy az új technológiák miként segíthetnek a valós problémák megoldásában az emberek, az áruk és a hulladék intelligensebb szállításával. 

A rendszer technikai részletei

  1. SoliTech, európai gyártmányú üveg-üveg napelem, 24 darab, egyenként 320 Wp teljesítményű monokristályos változat. Az összteljesítmény tehát 7,680 kWp. Az üveg-üveg napelemeknek az a sajátossága, hogy a napelem-cellák két üveglap között helyezkednek el. Több előnye közül az egyik, hogy a napelemek részben fényáteresztőek. Emellett, a sokkal magasabb szilárdság miatt csökken a napelem-cellákon, a rakodásból, szállításból, szerelésből és más egyéb tényezőből adódó hajlítások száma, ami hajszálrepedésekhez vezethet. Ennek következtében az ilyen típusú napelemeknél sokkal magasabb a kapacitás-garancia: 30 év, 90 százalék, versus ez az átlagos napelemeknél: 25 év 80 százalék.
  2. Az inverter 7 kW-os, 3 fázisú Fronius inverter okos mérővel. Azért esett erre a választás, mert ez jól illeszkedik az akku vezérlőjéhez.
  3. Az akkumulátorokat egy Victron gyártmányú BMS-ek vezérlik (Victron Quattro 48/8000/110-100/100 230V), mely rengeteg különböző lehetőséget rejt magában. A hallgatók egy online felületen keresztül monitorozhatják, vezérelhetik, automatizálhatják az akkumulátorok töltését és merítését.
  4. Az elektromos autók töltését 2 darab, egyenként 22 kW-os Wallbox gyártmányú, Copper típusú okos töltő biztosítja. Itt is, ahogyan az inverternél, és a BMS-nél fontos volt, hogy online módon monitorozható, illetve kontrolálható legyen a töltők teljesítménye és használata. Ezáltal az egyetemi hallgatók, illetve a konzorciumi tagok következtetéseket vonhatnak le a felhasználásból, amelyeket a kereskedelembe helyezésnél a rendszernek hasznosíthatnak.
  5. Végül az akkumulátorok 1 darab 24 kW-os és 1 darab 40 kW-os használt Nissan LEAF akkumulátorból származnak. A szakemberek választása azért esett a Nissan-ra, mert ez az egyik „legeladottabb” elektromos autó az európai és a magyar piacon. Európában a LEAF-ből több mint 175.000 darab talált gazdára, és Magyarországon is ebből a modellből fut a legtöbb az utakon. Ezen kívül több kézzelfogható előnye van: nagyon megbízható, amennyiben az felhasználók megfelelően merítik és töltik (20-80 százalék között tartják a töltöttséget), úgy akár több évtizedig kiválóan működnek. Mivel a Nissan 2010 óta gyártja a LEAF-et, nagyon sok olyan található az utakon, amelyek igen jelentős futásteljesítménnyel rendelkeznek, és bizonyítottan megbízhatóak. A másik előnyük, hogy az akkumulátor passzív hűtéssel rendelkezik, ezért lényegében nem igényel semmilyen karbantartást (például nincs szükség hűtőfolyadék cserére, vagy kopó-forgó ventilátorra). Az akkumulátorok moduláris felépítésűek, melyet a Premium Napelem Kft. és az Óbudai Egyetem szakemberei a Nissan támogatásával modulokra szedtek, és 7 darabos csomagokba rakták őket össze. Ennek köszönhetően az eredeti 400 V-os feszültség (ami 48 modul sorba kötésére volt érvényes) szignifikánsan lecsökkent, így könnyebb a vezérlésük, valamint rugalmasabb a jövőbeni alkalmazásuk is. Az akkumulátorok teljesen biztonságosak, ilyen konstrukcióban nem lehet őket túlhevíteni, és tűzveszély kizárólag deformáció esetén következhetne be, ami lényegében kizárt, ugyanis egy fém szekrényben lettek elhelyezve az épületen kívül.

A rendszert az Óbudai Egyetem Szőlő utcai épületénél állították üzembe, ahol a témához illeszkedő műszaki oktatás is zajlik.

A jövő

Tekintettel arra, hogy az EU-ban kiemelt cél a CO2-csökkentés, ezért elengedhetetlen a megújuló energia használata, azon belül is az egyik leghangsúlyosabb a napenergia. Az egyetlen nagy hátránya a zöld energia termelésnek, hogy a felhasználás időben elválhat a termeléstől, azaz hektikus a termelés, ami instabillá teheti az energia rendszert, vagyis szükség van tároló rendszerekre.

Az egyik megoldás pontosan a rohamosan növekvő e-mobilitásban rejlik, ugyanis növekszik az autópark és nő az autókban lévő egységnyi akkupakk is, ezért egy-két évtizeden belül hatalmas mennyiségű, olcsó tárolókapacitás áll majd rendelkezésünkre, így fontos, hogy hasznosítsuk ezt a kiváló lehetőséget. Az már bizonyított tény, hogy az akkumulátorok az autó életútja után még sokáig használhatóak, egyszerűen csak szervezés, és akarat kérdése, hogy ezt megtegyük. A jelen projekt sok hasznos tapasztalatot halmoz majd fel a témában.

(forrás: Óbudai Egyetem, Nissan)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés