Ανάλυση λειτουργίας ηλεκτροκίνητου οχήματος, μέθοδοι φόρτισης και οι επιπτώσεις του στην σύγχρονη κοινωνία

Abstract

Είναι γεγονός πως η κλιματική αλλαγή, αποτελεί ένα εκ των σοβαρότερων θεμάτων που καλείται να αντιμετωπίσει η ανθρωπότητα. Μέρος του προβλήματος αυτού, αποτελεί η περιβαλλοντική ρύπανση που προκαλείται από τις μηχανές εσωτερικής καύσεως που χρησιμοποιούν τα συμβατικά οχήματα. Για τον λόγο αυτό, η αποστροφή προς την ηλεκτροκίνηση αποτελεί ένα σημαντικό βήμα, το οποίο θα οδηγήσει σε σταδιακή απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα, αρά και σε πιο οικολογικές μετακινήσεις. Η συνεχής εξέλιξη των ηλεκτρικών κινητήρων, των συσσωρευτών και των ηλεκτρονικών διατάξεων με την πάροδο των ετών, έχει οδηγήσει στο σημείο, οπού η τεχνολογία των ηλεκτρικών οχημάτων σήμερα είναι ευρέως διαδεδομένη. Η παρούσα διπλωματική εργασία αναλύει την λειτουργία των οχημάτων, τις μεθόδους φόρτισης, αλλά και τον τρόπο διασύνδεσης τους με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Συνεπώς, παρουσιάζονται μερικές από τις προτεινόμενες τοπολογίες ηλεκτρονικών ισχύος που αναφέρονται στην πιο πρόσφατη βιβλιογραφία, οι οποίες αφορούν την ενσύρματη φόρτιση τόσο για τις Grid-to-Vehicle (G2V) και Vehicle-to-Grid (V2G) λειτουργίες όσο και για την ασύρματη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων. Εξετάζεται επίσης, η συνεργασία μεταξύ έξυπνων δικτύων και ηλεκτρικών οχημάτων, καθώς και η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε αυτά, με σκοπό την επίτευξη παραγωγής καθαρής ενέργειας και την υποστήριξη του δικτύου σε περιόδους υψηλής ζήτησης. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στις επιπτώσεις που έχουν τα ηλεκτρικά οχήματα στην σημερινή κοινωνία, αλλά και στον αντίκτυπο που έχουν στο περιβάλλον. Τέλος, παρουσιάζεται η προσομοίωση σύγχρονης μηχανής μόνιμων μαγνητών (PMSM), η οποία πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον Matlab/Simulink, καθώς και τα τελικά συμπεράσματα που εξήχθησαν από την παρούσα εργασία.