電動汽車車主都在同一時間充電

來自雪佛蘭Volt車主最集中的社群的資料揭示了車主實際何時為汽車充電

環保主義者和可再生能源愛好者多年來一直在讚揚電動汽車,現在消費者真的在購買它們。電力公司也贊成電動汽車,因為為汽車充電可以增加電力銷售額。然而,電力公司擔心,如果社群中有太多人在一天中的同一時間為車輛充電,這種同步性會造成電力需求高峰,可能迫使電力供應商啟動昂貴的“高峰發電機”,如燃氣輪機——電力公司寧願避免這些成本,最終會轉嫁給消費者。

那麼,汽車車主都會在相似的時間充電嗎?來自德克薩斯州電動汽車車主集中地點的早期統計資料表明,是的,他們會的。

這些資料來自奧斯汀市一個新的280公頃的社群,名為穆勒社群。該社群旨在最大限度地實現可持續生活,利用綠色建築、智慧家電、智慧電錶和家庭管理系統,以及綜合的住宅、工作、購物和娛樂空間。建成後,預計將為13,000名居民提供住房,併為大約相同數量的個人提供工作崗位。


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儘管穆勒社群和全球許多地方的能源規劃者對電動汽車車主何時何地為車輛充電做出了假設,但對實際消費者行為的真實世界研究卻很缺乏。因此,位於德克薩斯大學奧斯汀分校的研究聯盟Pecan Street, Inc. 對穆勒社群的住宅進行了大量儀器化,以每15秒採集一次資料,從而顯示真實情況。消費者沒有被鼓勵以任何特定方式使用他們的汽車,並且電價不隨時間變化,因此成本不會影響他們的決定。

Pecan Street的執行董事布魯斯特·麥克拉肯和該組織的資料科學家克里斯·霍爾科姆剛剛分析了第一組資料,這些資料來自10戶家庭,為期兩個月。“我們假設的情況被證明是正確的,”霍爾科姆說。“人們在一天結束時回到家,然後開啟所有電器。”這意味著電視、電腦、空調、其他電器——以及為他們的電動汽車充電。這種模式在兩個月內都保持不變——即使在週末,那時可能很容易在上午充電,即使穆勒社群及其周邊地區的便利地點安裝了數十個充電站

由此產生的電網需求可能非常顯著。插入充電的汽車數量從下午 3 點開始上升,一直持續到晚上 8 點——這與家用空調開啟或調高的時間段相同。使用 240 伏線路(類似於乾衣機使用的線路)為耗盡的電池組充電大約需要四個小時,因此電動汽車的累積負載在午夜前後達到峰值。大多數車主最終大約每隔一天為汽車充電一次,但一週中偏好的充電日沒有出現規律。

麥克拉肯承認,這些資料只是一個開始。截至 8 月中旬,大約有 40 名穆勒社群居民駕駛電動汽車——主要是雪佛蘭Volt,還有一些日產聆風。(通用汽車公司表示,穆勒社群擁有全球最高的Volt集中度。)麥克拉肯預計到年底電動汽車將達到約 75 輛,Pecan Street 將擴大其跟蹤範圍。“還有更多內容,”麥克拉肯說。

麥克拉肯說,一旦一個社群中有 15% 到 20% 的居民擁有電動汽車,並且他們的行為像穆勒社群的 10 戶家庭一樣,電力公司可能真的很難滿足高峰需求。穆勒社群的汽車消耗的電力與家用中央空調機組的電力大致相同,這兩個負載使任何其他電器的負載相形見絀。Pecan Street 將詢問車主何時何地使用和充電他們的車輛,以及他們為什麼選擇他們所做的選擇。反饋可能會揭示電力公司和監管機構可以適應的方式,而不是設想會“迫使人們以他們不想的方式行事”的激勵措施或規則,這隻會“為使用電動汽車設定障礙”,麥克拉肯說。

Pecan Street 正在開發和測試智慧電網和先進能源管理系統的技術和商業模式,正在為穆勒社群的電網配備更多的分析裝置。它現在正在採集 35 戶家庭的各種使用資料,並且未來將在那裡研究更多家庭。它還將與其他可持續社群專案合作,集思廣益,尋找創造性的解決方案。例如,麥克拉肯指出,儘管分時電價確實可能影響房主們的充電模式,但其他解決方案也可能是可行的。聖地亞哥天然氣和電力公司發現,擁有電動汽車的客戶更有可能安裝屋頂太陽能電池板。這些電池板通常在炎熱晴朗的下午晚些時候達到峰值輸出——這恰好是穆勒社群居民傾向於為汽車充電的時間。因此,對於駕駛電動汽車的房主來說,特別的太陽能電力激勵措施可能是一種有效的方式,可以隨著汽車的普及來減輕高峰需求。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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