Elektrische auto snel op te laden met zonnestroom



Onderzoeker Gautham Ram Chandra Mouli ontwikkelde een systeem waarmee elektrische auto’s direct en snel zijn op te laden met zonnestroom. Hij promoveerde op maandag 26 maart op dit onderwerp aan de TU Delft.
Elektrische voertuigen worden gezien als de duurzame toekomst van transport. Maar ze zijn alleen écht duurzaam als de elektriciteit om ze op te laden, uit duurzame bronnen komt en niet uit fossiele brandstoffen. Daarom wordt er door bedrijven en onderzoekers onder meer gekeken naar het opladen van elektrische voertuigen met zonnepanelen. Op basis van het promotie-onderzoek van Gautham Ram Chandra Mouli heeft de TU Delft  samen met de bedrijven Power Research Electronics en Last Mile Solutions een snellader ontwikkeld waarmee auto’s direct kunnen worden opgeladen met stroom uit zonnepanelen. Het project is gefinancierd door TKI Urban Energy.
Zonnepanelen (PV) wekken gelijkstroom (DC) op. Normaal moest deze gelijkstroom uit zonnepanelen eerst worden omgezet in wisselstroom (AC), voordat je een elektrische auto kon gaan opladen. Dat is echter niet efficiënt en kosteneffectief. Ten eerste leidt het omzetten naar wisselspanning tot onnodige omzettingsstappen en verliezen. Ten tweede zijn er twee aparte DC-AC-omvormers nodig, één voor het voertuig en één voor de zonnepanelen, waardoor de kosten en het formaat toenemen.

Een meer voor de hand liggende oplossing is dan ook om één omvormer te gebruiken, die het voertuig vanaf de panelen via een DC-link kan opladen en tevens een verbinding met het AC-stroomnet heeft. In dit onderzoek is daarom een 10kW-omvormer met een interne DC-link en drie terminals ontworpen, die het voertuig zowel vanuit de zonnepanelen als uit het stroomnet kan laden.
Met deze lader is het stroomnet dus niet meer nodig als tussenstap om te laden. Bovendien werkt het systeem twee kanten op: niet alleen is de elektrische auto op te laden met zonnestroom, maar de energie uit de (opgeladen) batterij van de auto kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt om een huis van elektriciteit te voorzien. Daarnaast blijft het ook mogelijk om elektriciteit terug te leveren aan het stroomnet, maar dat moet dan nog wel na omzetting naar wisselstroom. 
De ontwikkelde omvormer is toegepast in een PV-laadstation, inclusief slimme laadalgoritmen. Het laden van het voertuig met zonne-energie resulteerde in een zero-CO2-emissie, lagere brandstofkosten, belastingvoordeel en minder afhankelijkheid van de PV-terugleververgoeding.

Het systeem is in principe uit te breiden door meerdere laders en zonnepanelen te koppelen. Bedrijventerreinen en woonwijken zouden hiermee in de toekomst op een nieuwe manier van stroom kunnen worden voorzien, voor een deel los van het stroomnet. Het bedrijf Power Research Electronics heeft inmiddels een aantal snelladers van dit type geproduceerd.

TUD>