Mätning av effekt och verkningsgrad på en konduktiv elväg
6. Miljöanpassade transporter, fordon och drivmedelPhilip Abrahamsson1, Mats Alaküla1
1 Lunds Universitet, Lund, Sverige
Introduction
Elvägar är på väg och mätningar och kunskap behövs
En tredjedel av Sveriges CO2 utsläpp kommer idag från transportsektorn. Om förnyelsebar elproduktion används kan transportsektorn elektrifieras och därmed kan utsläppen minskas. Andelen elfordon ökar i den svenska fordonsflottan och därmed ökar också batteristorlek per fordon samt behovet av ladd-infrastruktur. Elvägar är en typ av ladd-infrastruktur som kan minska behovet av både stationära snabbladdare och batteristorlek per fordon. Elvägar kan utnyttjas både då elfordonet kör men också när det är parkerat och finns i både konduktiv och induktiv variant. Då utvecklingen av modern elvägsteknik fortfarande är i ett tidigt stadie är det angeläget att omgående bygga kunskap och erfarenhet. Projektet Evolution Road håller just nu på att testa och utvärdera Elonroads konduktiva elvägsteknik i Lund där Lunds Universitets roll i projektet är att mäta en demonstrationselvägs elektriska egenskaper. Mätningar erhåller en djupare förståelse och ger praktisk erfarenhet av hur elvägar kan implementeras i en större skala. Exempelvis kan mätningarna ge en bättre bild av hur många elfordon som man kan ladda samtidigt per kilometer, vad som sker då elvägen får olika typer av elektriska fel samt antal likriktarstationer som krävs per kilometer elväg.
Verkningsgrad och förluster är av centralt intresse vid elfordonsladdning. Huvudfokus för denna presentation är därför att identifiera förluster och beräkna verkningsgrad för den demonstrationssträcka som projektet Evolution Road har byggt i Lund.
Att mäta verkningsgrad
Mätsystemet som Lunds Universitet har utformat för elvägen i Lund är designat för att kunna utvärdera en mängd olika elektriska egenskaper inklusive verkningsgrad. Verkningsgraden är i grunden hög och kräver noggrann mätning av effekter för att de relativt små förlusterna skall kunna beräknas med hög noggrannhet. Därmed ställs det höga krav på mätutrustningens prestanda. Genom att mäta ström och spänning vid ett flertal ställen i systemet kan man identifiera hur förlusterna fördelas i elvägssystemet, från elnät till fordon.
Mätning av verkningsgrad
Projektets elväg är placerad i Lund och fordonet som används vid laddning är en ombyggd trådbuss som normalt går i reguljärtrafik i Landskrona. Mätningarna visar att verkningsgraden från elnät till fordon ökar från ca 94,5% till 96% då bussen går från att ladda statiskt till dynamiskt. Då bussen accelererar drar den mer effekt och därmed ökar också verkningsgraden för de passiva komponenterna i likriktarstationen. Detta tyder på att ju fler fordon som laddar samtidigt desto högre verkningsgrad i likriktarstationen.
Verkningsgraden mellan likriktarstation till fordon minskar däremot från ca 98.6% till ca 97.5% då bussen går från att ladda statiskt till dynamiskt. Detta beror på att kontaktresistansen mellan avtagaren på fordonet till elvägen ökar då bussen laddar dynamiskt.
Denna presentation ger en djupare insikt i de slutsatser som hittills kunnat dras av hur förluster bildas och fördelar sig beroende på hur många fordon som använder elvägen och hur mucket effekt de drar.