Optimalizace nabíjecí infrastruktury pro elektromobily: zvyšování efektivity, využívání alternativních zdrojů energie a řešení transakčních nákladů

Abstract

Tato disertační práce poskytuje ucelený pohled na tři klíčové oblasti optimalizace infrastruktury pro nabíjení elektrických vozidel, integraci rekuperované brzdné energie z vlaků do nabíjecích stanic elektrických vozidel a vlivu transakčních nákladů na implementaci a provoz infrastruktury pro nabíjení elektrických vozidel.Studie se zaměřuje na řešení následujících výzkumných otázek: (1) Jak lze optimalizovat dobíjecí místa pro elektromobily, aby byla efektivně využívána a zároveň si zachovala nákladovou efektivitu? (2) Jak může využití rekuperované brzdné energie z vlaků do nabíjecích stanic pro elektromobily ovlivnit jejich spotřebu a provozní náklady?(3) Jak transakční náklady ovlivňují realizaci a provoz dobíjecích stanic pro elektromobily a jak je lze snížit? Výzkum odhalil několik účinných strategií, jak optimalizovat nabíjecí místa pro elektromobily. Za prvé, využití stávajících parkovišť vybavených nabíječkami s nízkým výkonem v době mimo špičku. Za druhé, rozdělením výkonu mezi jednotlivé nabíjecí stanice a funkcí odloženého nabíjení. Výzkum dále na základě analýzy reálných dat zdůrazňuje, že je důležité instalovat v městských a příměstských oblastech dostatečný počet nabíjecích stanic na střídavý proud (AC) a nezaměřovat se pouze na vyšší nabíjecí výkon nabíjecích stanic na stejnosměrný proud (DC).Studie zkoumá využití rekuperované brzdné energie z vlaků ke zvýšení energetické účinnosti a snížení zatížení sítě při nabíjení elektrických vozidel. Jako účinné strategie jsou identifikovány ukládání přebytečné energie a řízení nabíjecího výkonu. Studie navíc odhaluje ekonomické možnosti provozovatelů vlakových tratí prodávat rekuperovanou brzdnou energii na nabíjení elektrických vozidel za výrazně vyšší hodnotu než při jejím prodeji zpět do elektrické sítě.Transakční náklady jsou považovány za klíčové faktory ovlivňující úspěšné zavádění dobíjecích stanic pro elektromobily a obecněji udržitelnou mobilitu. Na rozdíl od běžných předpokladů výzkum zjistil, že transakční náklady mají tendenci se v průběhu času zvyšovat v důsledku změn v administraci programu, vnitřních podmínek programu a ztráty informací. Disertační práce navrhuje jako účinné strategie zefektivnění administrativy, posílení systémů správy informací, podporu spolupráce a standardizaci vývojových postupů.Výsledky této disertační práce poskytují cenné poznatky a praktická řešení pro optimalizaci infrastruktury pro nabíjení elektromobilů, začlenění rekuperované brzdné energie a snížení transakčních nakladů. Výzkum přispívá k vývoji účinných a udržitelných systémů nabíjení elektromobilů, usnadňuje přechod na čistou mobilitu a podporuje celosvětové úsilí o zmírnění změny klimatu.

This thesis investigates and provides comprehensive insights into three key areas of electric vehicle charging infrastructure optimization, the integration of recuperated braking energy from trains into electric vehicle charging stations, and the influence of transaction costs on the implementation and operation of electric vehicle charging infrastructure.The study aims to address the following research questions: (1) How can electric vehicle charging points be optimized for efficient use while maintaining cost-effectiveness? (2) How can the incorporation of recuperated braking energy from trains into electric vehicle charging stations impact their energy consumption and operating costs?(3) How do transaction costs affect the implementation and operation of electric vehicle charging stations, and how can they be reduced? To optimize electric vehicle charging points, the research reveals several effective strategies. Firstly, leveraging existing parking lots equipped with low-power chargers during off-peak hours.Secondly, power dividing between individual charging stations and deferred charging functions. Furthermore, the research highlights the importance of installing a sufficient number of AC (Alternating Current) chargers in urban and suburban areas, rather than focusing solely on the higher charging power of DC (Direct Current) chargers, based on real-world data analysis.The study explores using recuperated braking energy from trains to enhance energy efficiency and reduce grid load in electric vehicle charging.Storing excess energy and managing charging power are identified as effective strategies. Additionally, the study uncovers an economic prospect for train line operators to sell recuperated braking energy to electric vehicle charging at a notably higher value than selling it back to the grid.Transaction costs are recognized as crucial factors influencing the successful implementation of electric vehicle charging stations, and more generally sustainable mobility. Contrary to common assumptions, the research finds that transaction costs tend to increase over time due to changes in programme administration, internal programme conditions, and information loss. The thesis proposes streamlining administration, enhancing information management systems, fostering collaboration, and standardizing development procedures as effective strategies.The findings of this thesis provide valuable insights and practical solutions for optimizing electric vehicle charging infrastructure, incorporating recuperated braking energy, and reducing transaction costs. The research contributes to the development of efficient and sustainable electric vehicle charging systems, facilitating the transition to cleaner transportation and supporting global efforts in mitigating climate change.