电动汽车的负荷转移在许多领域都是大风大浪

克莱顿·汉德曼（Clayton Handleman）

电动汽车主要在夜间充电。随着电动汽车电池价格下降并成为大众市场项目，它们提供了吸收夜间高峰的机会，从而可以部署更大容量的夜间可再生能源（风能）。图1和2显示了夜间风向趋于高峰的趋势。这将在需求高峰时提供更多可用的服务。得克萨斯州和加利福尼亚州就是一个很好的例子，随着太阳下山，风加快了。

图1：图表显示加州风在傍晚时分回升。您可以在此处找到更多CAISO数据。

考虑得克萨斯州，该国风最盛的州。它正在迅速积聚风。但是，可能不尽如人意。问题在于德克萨斯州的风在夜间达到峰值，而空调的负荷在白天达到峰值。就目前而言，风与德克萨斯州的负荷并不是很好的匹配。但是，如果电动汽车无处不在，它们可以在夜间进行充电，从而使德克萨斯州能够更好地利用其风能，同时减少汽车，燃煤和天然气发电厂的碳排放，否则这些汽车就需要为其充电。

下图是德克萨斯州夏季负荷和发电量曲线的典型特征，很好地说明了这一点。

图2：上方的图表显示风能输出占总装机容量的百分比。下图显示了风输出占ERCOT电网总负荷的百分比。

上面的图表显示了一天的资源，而p 3显示了全年的典型行为。

图3：Trent Mesa提供的2004年每月平均小时风能剖面图。图源ERCOT

基于订阅的教育门户网站Solar Learning Lab可以访问全国各地的各种太阳能数据站点。下方第4页中的屏幕快照显示了来自Archer City Texas太阳电池阵列的数据。上面与风的匹配非常好。如果得克萨斯州寻求太阳能来增加风能，它将拥有极好的补充资源。

图4：德克萨斯州阿彻市的太阳能资源，距特伦特·梅萨风电场不远。资源：Heliotronics，Inc.太阳学习实验室

重要的是要注意，这种配合并不完美。下午7:00左右，太阳风已经大大下降，而风还没有减弱。这可以通过使用跟踪数组来解决。在西南地区，它们往往在能源方面具有成本效益，在这种情况下，将具有使太阳能/风能配对获得更高容量信用的额外好处。换句话说，跟踪阵列将通过填充从太阳能到风的过渡过程中存在的1/2小时的间隙来减少或可能消除对峰值的依赖。

下面的图5显示了跟踪阵列的好处。数据来自纽约特洛伊伦斯勒理工学院的两个太阳能电池阵列。它们具有相同的尺寸，并使用相同的逆变器。一个在固定支架上，另一个在跟踪支架上。请注意，跟踪阵列将一直供电直到当天晚些时候。

图5：该图比较固定和跟踪PV阵列的输出。资源：Heliotronics，Inc.太阳学习实验室

解决缺口的另一种方法是通过负载转移。电动汽车是完成负载转移的一种方法，但还有其他潜力巨大的方法。一种极好的方法是使用像Ice Bear这样的系统。它以冰而不是电池的形式存储冷却能量，并且可以成为非常经济高效的负载转移器。另一个示例是晚上晚上运行洗碗机。通过减少高峰时段的用电量，同时通过减少高峰时段的热量来减少空调负荷（洗碗机在运行时放出热量），从而提供双重收益。

加利福尼亚在洛杉矶和旧金山湾区的工作量很大，提供了一个有用的案例研究。的确，加利福尼亚州深秋和冬季的风资源很低，其负荷也是如此。在需求最高的夏季，风力发电非常可靠，并且整夜都可使用。实际上，如果您查看这些数据，事实证明，风能在加利福尼亚是非常可预测的，因此是高价值的资源。

术语“间歇性”可能意味着很多事情。一般的理解是，间歇意味着不可预测或随机的。不幸的是，即使可预测的可再生能源，例如得克萨斯州的风或西南地区的太阳能，该术语也经常被使用。在那些情况下，暗示资源是随机的。请参见下图，来自加利福尼亚州的太阳能阵列的太阳能产量。即使在雨天，该阵列也会产生大量能量。当然，在下雨天，温度会降低，因此交流电需求会降低。通常，加州的云和雨是可以预见的。提前通知和减少负荷的组合可以最大程度地减少并消除电网稳定性的影响，而这种影响可能是由于太阳能在其他地区的高渗透率而存在的。

图6：西南地区（加利福尼亚州赫米特）的高度可预测的太阳能被称为间歇性的。但是，在白天需求高的时候，可以依靠此资源来支持电网。资源：Heliotronics，Inc.太阳学习实验室

图7：TOU费率对消费的影响。资源：GTM

有些人担心人们不会对TOU费率做出反应。但是，试点计划表明人们确实做出了回应并改变了他们的使用方式。图7显示了这样的一项研究。甚至出现了将电动汽车与太阳能电池板耦合可以降低用户电费的情况。换句话说，可以通过某些费率结构来增加EV并降低电费！电动汽车有望发挥重要的双重作用，既减少运输中的碳排放，又可提高可再生能源的渗透率。这些组件正准备就位，以彻底改变用电和向无碳模式的分配。

关于作者：克莱顿·汉德曼（Clayton Handleman）创立了Heliotronics，Inc.，以开发将实时可再生能源数据整合到课程中的教学产品，以教授有关科学，技术，工程和数学（STEM）的知识–请访问www.solarlearninglab.com和www.heliotronics.com

他在https://handlemanpost.wordpress.com/上发表有关可再生能源，超级电网和低碳交通的博客，并且是其他网站的客座博客，包括CleanTechnica，Greentech Media，RenewEconomy和The Energy Collective

Clayton的早期工作包括并网逆变器设计，相关项目管理和程序管理，以开发和集成数据采集系统，Web平台以及相关的教育软件。他拥有与逆变器设计有关的多项专利。他还撰写了有关宏观趋势的文章，包括15年前正确预测PV何时会突破1.00美元/瓦的关口。

在从事可再生能源工作之前，他在麻省理工学院林肯实验室从事国防研究和开发。他拥有文学学士学位华盛顿大学物理学硕士和数学辅修学位普渡大学物理学。