ERA-NET Smartgrid - "Increased Self Consumption of Photovoltaic Power for Electric Vehicle Charging in Virtual Networks"

I EU-prosjektet "Solarcharge2020" er et konsept med et virtuelt nettverk av produsenter av solenergi og ladestasjoner for elbiler testet og evaluert i stor skala. Hensikten med prosjektet har vært å teste en storstilt modell for lading av elbiler med solenergi på bynivå. I tillegg til det overordnede målet om å redusere klimagassutslipp, har hensikten vært å evaluere hvordan samsvar mellom produksjon av solenergi og lading av elektriske kjøretøyer kan optimaliseres og hvordan samlet effektkontroll kan redusere et økende effektbehov for lading av elbiler. En ny forretningsmodell for dette er utviklet. IT-plattformen "Solar bank" har blitt brukt til all overføring og styring av data i nettverket. All kommunikasjon av data er basert på åpne standarder for å underlette formidling og oppskalering. 14 solcelleanlegg mellom 20 kW og 250 kW og rundt 200 ladestasjoner blitt koblet til nettet i byene Uppsala (ca. 220 000 innbyggere) i Sverige og Tromsø (ca. 70 000 innbyggere). Alle ladestasjoner er offentlige med en ladeeffekt på mellom 3,7 kW og 22 kW. Prosjektet har resultert i utvikling og bruk av metoder og modeller for å estimere elbillading og solenergiproduksjon i rom og tid på bynivå. Modellene har blitt presentert på internasjonale vitenskapelige konferanser og i vitenskapelige tidsskrifter av ypperste klasse, noe som resulterte i utviklingen av to forskjellige rammer for modellering av elbillading og solenergiproduksjon i bymiljø. Modellene har blitt brukt til Uppsala og Tromsø som casestudier. Disse modellene har siden blitt brukt for å estimere potensialet for smart elbillading, noe prosjektet ønsket å oppnå på lang sikt. Prosjektet har vist at ladeeffekt samlet sett kan styres for ladestasjoner som bruker standardiserte protokoller for kommunikasjon uavhengig av produksjon eller operatør. Dette kan skape et reelt rom for ny fornybar strømproduksjon for lading av elbiler og i tillegg redusere strømnettet både regionalt og nasjonalt. Elbilens ladekontroll kan også skape økt selvforbruk av lokalprodusert solenergi. Forbedring av effektiviteten og klarheten i samspillet mellom strømproduksjon og forbruk utgjør grunnlaget for den foreslåtte forretningsmodellen. Tjenestene for "Smart Solar Charging" utviklet i prosjektet kan delvis unngå investeringer i ny produksjon og distribusjon av elektrisk energi til nye ladestasjoner. Dette betyr igjen at flere ladestasjoner kan installeres uten å øke kapasiteten i strømnettet.

The collaboration and researcher mobility between the two universities in the project has been successful. At UiT, the collaboration has led to increased knowledge and competency on electric transport and solar energy estimations, particularly using spatial methods. The project has shown that the charging power can be controlled overall for charging stations that use standardized protocols for communication regardless of manufacture or operator. This can create a real space for new renewable electricity production for electric car charging and, in addition, reduce the electricity grid both regionally and nationally. EV charging control can also create increased self-consumption of locally produced solar electricity. The project has contributed to increased focus on electric transport and solar energy in the municipality and at UiT and have resulted in one successful 15 MNOK project application (RENEW).

The project aims to collect data on electric vehicle charging infrastructure - connected to a city-scale photovoltaic power production, and quantify the potential use of EV batteries as storage for PV power production. Two system installations of PV EV-charging units both connected to the solar bank will be established in the project, one in Uppsala, Sweden and one in Tromsø, in northern Norway. Through modeling and data analysis, the proposed project will comparatively evaluate existing models in the expanding body of literature on theoretical approaches. The research conducted in Tromsø focuses on mapping solar energy resources and adapting PV technologies to cold climates. As such, the proposed project will, in addition to a demonstration of network of PV charging stations in an extreme climate, also addresses questions on how the proposed system will affect the distribution and use of solar energy in high latitudes. It also represents a possibility to evaluate this system in comparison with other related projects in Europe and globally. The data yielded in the proposed project can be used to evaluate grid impact for scenarios ranging up to fully electrified transportation in cities, and in the long run electrified transportation in entire nations and beyond.