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Introduzione della compensazione intelligente della potenza reattiva nella ricarica veloce dei veicoli elettrici

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REG1K0135P2

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Nella ricarica rapida in c.c., ogni kilowatt conta, ma non tutta l'energia di rete viene utilizzata in modo efficiente. Il fattore di potenza (PF), il rapporto tra potenza attiva (utile) (kW) e potenza apparente (kVA), varia tipicamente da 0 a 1 e rivela un'inefficienza chiave: la potenza reattiva (VAR). La potenza apparente è la somma vettoriale della potenza attiva e reattiva, che rappresenta la capacità totale disponibile della rete.

La potenza attiva è sempre positiva e fluisce dalla sorgente al carico per svolgere un lavoro utile, mentre la potenza reattiva oscilla semplicemente tra la rete e il dispositivo stesso, generando calore, sprecando energia e potenzialmente innescando penali da parte dell'azienda per un PF insufficiente. L'aumento della potenza reattiva fa diminuire il PF, indicando un cattivo utilizzo dell'energia.

Dove la perdita di potenza reattiva colpisce più duramente?

Sistemi di ricarica ad alta potenza (HPC): Poiché i sistemi di ricarica ultraveloci da 400 kW in su sono diventati essenziali nelle infrastrutture moderne, il numero crescente di moduli di ricarica al loro interno può generare sostanziali perdite di potenza reattiva in condizioni di carico leggero o di standby. Questo non solo degrada la qualità dell'alimentazione della rete, ma ha anche portato a penalizzazioni da parte dei gestori delle stazioni di ricarica. Tradizionalmente, gli integratori di caricabatterie CC hanno affrontato questo problema aggiungendo contattori CA per scollegare l'ingresso CA da tutti i moduli in tali scenari, una soluzione che aumenta i costi del sistema e compromette l'affidabilità.

Stazioni autostradali HPC: Quando più veicoli elettrici si ricaricano simultaneamente durante i picchi di viaggio, la domanda di carico può oscillare bruscamente tra poche centinaia di kW e diversi MW in pochi secondi. Queste rapide fluttuazioni di potenza attiva/reattiva causano PF instabili o addirittura gravi cali di PF. Un PF insufficiente non solo spreca la capacità della rete, ma può anche far scattare penalizzazioni da parte delle aziende.
Depositi di flotte urbane e siti di ricarica per camion pesanti: Durante i rientri serali degli autobus o dei camion, tutti i punti di ricarica funzionano a pieno carico. La domanda concentrata di ricarica mette già a dura prova la capacità della rete e la potenza reattiva assorbita dai sistemi di ricarica riduce ulteriormente la capacità dei trasformatori per la potenza attiva. Gli operatori devono scaglionare la ricarica (ritardando la disponibilità) o rischiare il sovraccarico del trasformatore.
Siti di ricarica ibridi on-grid con fotovoltaico e batterie di accumulo: La generazione solare a mezzogiorno può causare un aumento della tensione locale, mentre la ricarica rapida serale porta a cali di tensione. Le utility spesso richiedono alle risorse energetiche distribuite di fornire un supporto alla regolazione della tensione attraverso l'iniezione o l'assorbimento di potenza reattiva, ma gli inverter e i moduli di ricarica convenzionali funzionano con un PF fisso. In questi casi, il controllo dinamico del PF e la compensazione della potenza reattiva sono essenziali per la stabilizzazione della tensione e la conformità ai requisiti di dispacciamento della rete.
Fondamentalmente, la capacità di rete disponibile è fissa e condivisa tra potenza attiva e reattiva. La potenza attiva carica i veicoli, mentre la corrente reattiva produce calore inutile, spreca energia e riduce la porzione di capacità di rete utilizzabile. In casi gravi, può persino interferire con altre apparecchiature. Pertanto, la compensazione della potenza reattiva è fondamentale per compensare questi sprechi, migliorare l'utilizzo della potenza attiva e massimizzare la capacità disponibile.
Per affrontare queste sfide, Infypower presenta il modulo caricabatterie G2 VPF da 40kW - REG1K0135P2, costruito appositamente per la regolazione intelligente dell'alimentazione e la compensazione della potenza reattiva per le stazioni di ricarica EV. A differenza di altri moduli di ricarica VPF che possono compensare la propria potenza reattiva solo in stato di standby o non possono compensare la potenza reattiva di altre apparecchiature quando sono inattive, il nostro REG1K0135P2 supporta quattro modalità operative distinte:
1. Modalità di carica standard
 Si concentra principalmente sulla ricarica rapida dei veicoli elettrici con priorità di compensazione della potenza reattiva bassa
 Prestazioni PF: > 0,9 (senza carico), > 0,95 (> 5% di carico), > 0,99 (> 50% di carico), > 0,999 (pieno carico).
2. Modalità PF costante
 Gamma di PF impostabile da 0,8 lead a 0,8 lag.
 La potenza reattiva varia dinamicamente con la potenza attiva (fino a 40 kW).
 Ideale per i mercati europei, dove l'elevata potenza reattiva di altre apparecchiature abbassa il PF del sito. Contribuisce a soddisfare i severi standard di rete e riduce le perdite di potenza reattiva. Alcuni standard di rete richiedono che i moduli caricabatterie supportino la regolazione del PF consentendo al sistema di compensare la potenza reattiva di altre apparecchiature, migliorando così il PF complessivo della rete e riducendo le perdite di potenza reattiva.
3. Modalità di compensazione della potenza reattiva pura
 Funziona esclusivamente come compensatore statico di VAR quando non carica.
 Emette o assorbe potenza reattiva su richiesta per compensare altre apparecchiature, migliorando la stabilità della rete durante i periodi di inattività.
 La potenza reattiva può essere impostata direttamente da -40 kVar a +40 kVar, con un errore di controllo < 4% e < 0,2 kVar.
4. Modalità combinata ricarica + compensazione della potenza reattiva
 Consente la ricarica dei veicoli elettrici e la compensazione attiva della potenza reattiva.
 Fornisce una potenza apparente totale di 40 kVA con uscita di potenza attiva e compensazione della potenza reattiva quando la tensione di ingresso è compresa tra 320 Vac e 530 Vac.
 Facile impostazione del valore di compensazione della potenza reattiva durante l'intero processo di carica.
Perché i moduli di ricarica Infypower VPF sono importanti per i produttori di caricabatterie CC e i gestori di punti di ricarica?
- Maggiore utilizzo della rete → Forniscono più kW di potenza attiva senza dover aggiornare trasformatori o alimentatori.
- Evitare le penalizzazioni → Mantenere un PF ≥ 0,99 in presenza di carichi dinamici.
- Conformità alle normative → Soddisfare i requisiti di PF dei codici di rete regionali.
- Servizi a valore aggiunto → Offrono un supporto VAR alle utility nelle ore di inattività.
Grazie al suo design full-SiC, il REG1K0135P2 raggiunge un'efficienza di picco superiore al 97,5% e una densità di potenza leader del settore di > 65 W/in³, riducendo in definitiva l'ingombro e il peso delle pile di ricarica. Combinando il controllo intelligente del PF con la compensazione della potenza reattiva, questo dispositivo colma il divario tra le prestazioni HPC e il funzionamento rispettoso della rete, consentendo agli integratori di EVSE di fornire sia un'elevata velocità di ricarica che un elevato utilizzo della potenza in un'unica soluzione.