FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES
The conditions of formation of a network of filling stations of electric vehicles with the use of wind and photoelectric power plants and buffer batteries are proposed. The conditions are based on considering the length of the electric vehicle, the energy supply of the station with renewable energy...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/336 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103519488999424 |
|---|---|
| author | Pavlov, V. Budko, V. Budko, M. Karpchuk, H. |
| author_facet | Pavlov, V. Budko, V. Budko, M. Karpchuk, H. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Pavlov",
"institution": "DScTech Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, \", Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "V. Budko",
"institution": "DScTech, Head of the Department of the Renewable Energy Source, National Technical University of Ukraine \"Igor Sikorsky Kiev Polytechnic Institute\", Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "M. Budko",
"institution": "assistant professor of the Department of Renewable Energy Source, National Technical University of Ukraine \"Igor Sikorsky Kiev Polytechnic Institute\", Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine"
},
{
"author": "H. Karpchuk",
"institution": "PhD student in Department of Renewable Energy Sources National Technical University of Ukraine \"Igor Sikorsky Kiev Polytechnic Institute\""
}
] |
| author_sort | Pavlov, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:16Z |
| description | The conditions of formation of a network of filling stations of electric vehicles with the use of wind and photoelectric power plants and buffer batteries are proposed. The conditions are based on considering the length of the electric vehicle, the energy supply of the station with renewable energy sources, the normalized charging time of the electric vehicle, the critical waiting time for the execution of the service request and the area under the installation of the plant's equipment and equipment. On the basis of the accepted conditions, the methodology of organization of charging stations of electric vehicles using wind energy and solar radiation is proposed, which assumes at the stage of designing of charging stations of electric vehicles from RES to take into account the specifics of the station, its location, determination of the required energy capacity of the buffer battery, to determine the necessary equipment on the basis of RES, choice of equipment and equipment necessary for the implementation of electric vehicle charging stations with use RES, development of a technical proposal for its consideration and approval by local authorities. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2022.2(69).13-19 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
1
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
УДК 621.345
ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЗАРЯДНИХ СТАНЦІЙ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ
З ВИКОРИСТАННЯМ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ
Отримано 4 квіт. 2022; рекомендовано до публікації 6 черв. 2022
Доступно онлайн 30 черв. 2022
В. Б. Павлов1, В. І. Будько2, М. О. Будько3,
Г. Л. Карпчук4
Автор для кореспонденції: Василь Будько
e-mail: solar_budko@ukr.net
Розглянуто особливості реалізації зарядних станцій
електромобілів з використанням вітроелектричних
та фотоелектричних енергоустановок та буферних
акумуляторів енергії. Умови базуються на врахуванні
довжини пробігу електромобіля, енергозабезпеченос-
ті станції відновлюваними джерелами енергії, нормо-
ваного часу зарядження електромобіля, критичного
часу очікування на виконання заявки з обслуговування
та площі під встановлення обладнання й устатку-
вання станції. На основі прийнятих умов запропонова-
но рекомендації з організації зарядних станцій елект-
ромобілів з використанням енергії вітру та сонячного
випромінювання, яка передбачає на стадії проєкту-
вання зарядних станцій електромобілів від ВДЕ враховувати специфіку станції, її місце встановлення,
визначення необхідної енергоємності буферної акумуляторної батареї, визначення необхідної потуж-
ності генерувального устаткування на основі ВДЕ, вибір обладнання та устаткування, необхідного
для реалізації зарядних станцій електромобілів з використанням ВДЕ, розробку технічної пропозиції
для її розгляду та затвердження органами місцевого самоврядування.
Ключові слова: вітроелектрична установка, фотоелектрична установка, акумуляторна батарея, електромо-
біль, зарядна станція
1 д-р. техн. наук, Інститут електродинаміки НАН Ук-
раїни, м. Київ, Інститут відновлюваної енергетики
НАН України м. Київ https://orcid.org/0000-0003-
0565-265X
2 д-р техн. наук, зав. каф. ВДЕ, Національний техніч-
ний університет України «Київський політехнічний
інститут імені Ігоря Сікорського», Інститут відновлю-
ваної енергетики НАН України м. Київ https://
orcid.org/0000-0002-6219-4221
3 канд. техн. наук, доцент каф. ВДЕ, Національний
технічний університет України «Київський політехні-
чний інститут імені Ігоря Сікорського» м. Київ, Інсти-
тут відновлюваної енергетики НАН України м. Київ
https://orcid.org/0000-0003-0928-1657
4 аспірант каф. ВДЕ, Національний технічний універ-
ситет України «Київський політехнічний інститут
імені Ігоря Сікорського» м. Київ
https://orcid.org/0000-0001-7062-2727
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM
ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER
Received 4 Apr. 2022; accepted 6 June 2022.
Available online 30 June 2022
V. Pavlov1, V. Budko2, M. Budko3, H. Karpchuk4
Author for correspondence: Vasyl Budko
e-mail: solar_budko@ukr.net
The conditions of formation of a network of filling stations of elec-
tric vehicles with the use of wind and photoelectric power plants
and buffer batteries are proposed. The conditions are based on
considering the length of the electric vehicle, the energy supply of
the station with renewable energy sources, the normalized charg-
ing time of the electric vehicle, the critical waiting time for the
execution of the service request and the area under the installa-
tion of the plant's equipment and equipment. On the basis of the
accepted conditions, the methodology of organization of charging
stations of electric vehicles using wind energy and solar radiation
is proposed, which assumes at the stage of designing of charging
stations of electric vehicles from RES to take into account the spe-
cifics of the station, its location, determination of the required
1 DScTech Institute of Electrodynamics of the National
Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Renewa-
ble Energy of the National Academy of Sciences of
Ukraine, Kyiv https://orcid.org/0000-0003-0565-265X
2 DScTech, Head of the Department of the Renewable
Energy Source, National Technical University of
Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", In-
stitute of Renewable Energy of the National Academy
of Sciences of Ukraine, Kyiv https://orcid.org/0000-
0002-6219-4221
3 CScTech, assistant professor of the Department of
Renewable Energy Source, National Technical Univer-
sity of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Insti-
tute", Institute of Renewable Energy of the National
Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv https://
orcid.org/0000-0003-0928-1657
https://orcid.org/0000-0003-0565-265X
https://orcid.org/0000-0003-0565-265X
https://orcid.org/0000-0002-6219-4221
https://orcid.org/0000-0002-6219-4221
https://orcid.org/0000-0003-0928-1657
https://orcid.org/0000-0001-7062-2727
https://orcid.org/0000-0003-0565-265X
https://orcid.org/0000-0002-6219-4221
https://orcid.org/0000-0002-6219-4221
https://orcid.org/0000-0003-0928-1657
https://orcid.org/0000-0003-0928-1657
2
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Перелік використаних скорочень та позначень:
ВДЕ – відновлювані джерела енергії
ОЕС – об’єднана енергосистема
ЕМ – електромобіль
АБ – акумуляторна батарея
ЗС – зарядна станція
ЗСЕМ – зарядна станція електромобіля
Вступ. Використання енергії відновлюваних джерел
енергії (ВДЕ) сьогодні є одним із пріоритетних на-
прямів розвитку світової енергетики. Основною пе-
ревагою відновлюваних джерел енергії є їх невичер-
пність та екологічна чистота, що сприяє поліпшенню
екологічного стану і не призводить до зміни енерге-
тичного балансу на планеті [1]. Більшість проєктів
відновлюваної електрогенерації, що реалізовуються
в Україні, передбачають приєднання до централізо-
ваної мережі для передачі електроенергії спожива-
чам. Через різноплановий вплив ВДЕ на роботу еле-
ктричних мереж та недостатню регулювальну поту-
жність об’єднаної енергосистеми (ОЕС) України збі-
льшується кількість випадків обмеження потужності
введених в експлуатацію вітроелектричних та фото-
електричних станцій.
Наявність великого енергопотенціалу України, який,
за оцінками Інституту відновлюваної енергетики
НАН України, становить 2173 млрд кВт·год на рік для
вітру, та 99 млрд кВт·год на рік для сонячного ви-
промінювання [3], змушує шукати нові шляхи залу-
чення відновлюваної енергетики до загального ене-
ргобалансу країни. Зважаючи на це, актуальним є
розширення варіантів застосування автономних сис-
тем електроживлення на основі ВДЕ, як заходу по
збереженню темпів введення в експлуатацію об’єк-
тів на основі ВДЕ та зменшення впливу на ОЕС.
Важливим з точки зору розвитку світової енергетики
є ринок електромобілів (ЕМ). Зокрема, у 2019 році
загальносвітовий показник продажу склав 2,1 млн
одиниць [5]. Провідними країнами в цьому напрям-
ку виступили Китай та Японія. В Європі майже вдвічі
збільшився ринок екологічного транспорту. Однак
розширення ринку ЕМ стримується слабким розвит-
ком інфраструктури станцій прискореного заряду. З
огляду на темпи збільшення кількості електромобі-
лів постає питання створення мережі зарядних стан-
цій (ЗС). Робота таких зарядних станцій від централі-
зованих мереж в нічний час сприятливо впливатиме
на графік навантаження енергосистеми, однак в пі-
кові періоди (з 8:00 до 11:00 та з 17:00 до 21:00) збі-
льшить гостропікове споживання, що негативно
вплине на роботу мережі в цілому.
Аналіз сучасних літературних даних щодо розвитку
світового ринку відновлюваної енергетики (табл. 1)
[9] та електротранспорту і PC до нього [5] свідчить,
що він стабільно зростає.
energy capacity of the buffer battery, to determine the necessary
equipment on the basis of RES, choice of equipment and equip-
ment necessary for the implementation of electric vehicle charging
stations with use RES, development of a technical proposal for its
consideration and approval by local authorities.
Keywords: wind power installation, photovoltaic installation, battery, electric vehicle, charging station
4 PhD student in Department of Renewable Energy
Sources National Technical University of Ukraine "Igor
Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" Kyiv https://
orcid.org/0000-0001-7062-2727
Територія
поширення
Показник
Роки kсер
2015 2016 2017 2018 2019 Усереднений за
Світ NЕМ, млн
од.
EV 0,72 1,18 1,93 3,27 4,79 1,6
PHEV 0,52 0,82 1,21 1,83 2,38 1,47
NЗС, млн
од.
Класичні 1,45 2,28 3,46 5,06 7,1 1,49
Швидкі 0,03 0,07 0,11 0,14 0,2 1,65
РВДЕ, ГВт 1849 2011 2179 2387 2588 1,09
Україна NЕМ, од. 731 1709 4406 9706 17406 2,23
РВДЕ, ГВт 0,99 1,12 1,37 2,12 6,78 1,77
Табл. 1. Сучасний стан використання відновлюваних джерел енергії та електротранспорту в Україні
та світі
Table 1. Current state of use of renewable energy sources and electric transport in Ukraine and the world
https://orcid.org/0000-0001-7062-2727
https://orcid.org/0000-0001-7062-2727
3
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Враховуючи швидкі темпи збільшення кількості об’-
єктів відновлюваної енергетики, з одного боку, та не
менш стрімкий приріст електромобілів – з іншого,
сьогодні постає питання розвитку інфраструктури
ЗС, які заряджатимуть акумуляторні батареї (АБ) від
установок на основі відновлюваних джерел енергії
як класичними методами, так і методами
«швидкого» заряджання [10].
Перша ЗС електромобілів на основі ВДЕ (південний
схід США, штат Теннессі) була розміщена на критій
автостоянці з інтегрованими в дах фотоелектрични-
ми батареями встановленою потужністю 20 кВт. Ця
ЗС дозволяє проводити зарядку як гібридних, так і
повністю електричних транспортних засобів класич-
ним методом зарядження.
Ще одним прикладом фотоелектричної ЗС на 50 кВт
для електротранспорту є проєкт, реалізований в
2011 році (США, штат Айова), що дозволяє заряджа-
ти транспортні засоби різних брендів, зокрема EXV-
2, GEM, Chevy Volt та Toyota Prius .
Компанія Innoventum (Швеція) в 2014 році на виста-
вці Business of Design Week в Гонконзі (Китай) пред-
ставила власну розробку Giraffe 2.0, що являє собою
комплексну фото-вітроелектричну ЗС електромобі-
лів. Для опори вітроустановки висотою 12 м викори-
стані матеріали з дерева, а фотоелектрична система,
що складається з 24 фотопанелей, виконана у формі
навісу для зарядки двох електромобілів.Згідно з да-
ними заявника ця система дозволяє виробляти від
10 000 до 20 000 кВт·год електроенергії на рік в за-
лежності від швидкості вітру та рівня сонячної радіа-
ції. Завдяки спеціальному позиціонуванню фотоеле-
ктричних панелей енергія стабільно виробляється
на чотири години довше, ніж в разі класичного мон-
тажу фотоелектростанцій.
При цьому з проаналізованих джерел виконано уза-
гальнених підходів та особливостей реалізації заря-
дних станцій електромобілів з використанням енер-
гії вітру та сонячного випромінювання.
Постановка завдання. Визначити основні критерії
при формуванні мереж станцій прискореної зарядки
електромобілів з використанням енергії вітру і соня-
чного випромінювання та розробити рекомендації
щодо реалізації мереж ЗС.
Виклад основного матеріалу. Розвиток мереж мо-
же реалізовуватись на базі існуючих заправних стан-
цій традиційних автомобілів з ДВЗ, або як нові ЗС,
які враховуватимуть специфіку потреби в електрич-
ній енергії для заряджання електромобіля. В обох
випадках їх реалізація може відбуватись за трьома
варіантами.
Рис. 1. Варіанти розвитку зарядних станцій
електромобілів
Fig. 1. Options for the development of charging stations
for electric vehicles
За першим варіантом (класичним) реалізація ЗС
полягає в приєднанні станцій класичного та швидко-
го заряду до централізованих ліній електропередачі
(ЛЕП). Станом на сьогоднішній день практично всі
ЗС в Україні та світі реалізуються за цією схемою че-
рез її простоту та найменшу собівартість, яка визна-
чається власне вартістю зарядного пристрою, лічи-
льника електроенергії та комутуючих з’єднань з ме-
режею.
За другим варіантом (альтернативним) реалізація
ЗС полягає у використанні буферних акумуляторів
енергії при електроживленні від вітроелектричних,
фотоелектричних чи комплексних вітро-сонячних
енергоустановок. Цей підхід на сьогодні перебуває
на етапі вивчення для оцінки можливості його ши-
рокого застосування. В разі розвитку мережі за цим
варіантом необхідне вирішення завдань, які поляга-
ють у визначенні критеріальних умов реалізації ЗС
на основі ВДЕ, математичному описі та моделюван-
ні роботи ЗС на основі ВДЕ, оцінці надходження ене-
ргії відновлюваного джерела та наявності площ під
встановлення зарядних станцій, оцінці оптимальної
ємності буферного акумулятора енергії та розроб-
ленні рекомендацій щодо реалізації таких ЗС.
За третім варіантом (комбінованим) реалізація
ЗС полягає у використанні буферних акумуляторів
енергії в разі електроживлення від вітроелектрич-
них, фотоелектричних, комплексних вітро-сонячних
енергоустановок за умови резервування таких сис-
тем централізованою електричною мережею. Цей
варіант також перебуває на етапі вивчення для оцін-
ки можливості його широкого застосування. В разі
розвитку мережі за цим варіантом окрім завдань,
які притаманні альтернативному варіанту, необхід-
не вирішення завдань, які полягають в оцінці наяв-
ної потужності та стану електричної мережі, узго-
дженні роботи системи «відновлюване джерело
електроенергії – зарядна станція – електрична мере-
жа», оптимізації структури ЗС з урахуванням можли-
4
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
вості застосування буферного акумулятора енергії.
Деякі завдання альтернативного варіанту реалізації
зарядних станцій електромобілів (ЗСЕМ) розглянуті
в роботах [7, 8]. Однак визначення умов формуван-
ня мережі ЗСЕМ та рекомендацій щодо їх реалізації
на основі ВДЕ та буферних акумуляторів енергії не
розглядалось.
Зважаючи на вищевикладене, умови, що визнача-
ють будову мережі ЗСЕМ з буферними акумулятора-
ми енергії і з використанням ВЕУ та ФЕУ як первин-
них генераторів електроенергії, такі:
де: lбп , lкп – базова та критична довжина пробігу
електромобіля, км; Eп – потреба в енергії ЗСЕМ,
кВт·год/день; Еі – енергія, що надходить від віднов-
люваного джерела, кВт·год/день; τз – час швидкого
заряджання електромобіля, год; τнорм – нормований
час заряджання електромобіля, год; τоб – час обслу-
говування електромобіля, год; τкр – критичний час
очікування на виконання заявки з обслуговування
електромобіля, год; SЗСЕМ – площа ЗСЕМ, м2; Sкр –
критична площа ЗСЕМ, м2.
Розглянемо особливі умови реалізації мережі ЗСЕМ
з використанням енергії сонячного випромінювання
та вітру на ділянках автомобільних доріг поблизу
міста Мелітополь Запорізької області.
Для ефективної реалізації ЗСЕМ з використанням
ВЕУ та ФЕБ необхідне проведення оцінки надхо-
дження енергії вітру та сонячного випромінювання.
Визначається їх співвідношення, яке дозволить реа-
лізовувати ефективне заряджання електромобілів в
межах року. В такому разі:
En < EС + EВ, (2)
де: – енергія що надходить від Сонця у
вигляді сонячного випромінювання, кВт·год;
– енергія що надходить від вітру,
кВт·год. Використовуючи експериментальні дані
швидкості вітру та інтенсивності сонячного випромі-
нювання для вибраної місцевості, за допомогою
програмного середовища Mathlab промодельовано
кількість днів, коли відновлювані джерела не вироб-
ляють необхідної для заряджання одного електро-
мобіля енергії, в залежності від вкладу сонячного
випромінювання в загальну енергію, та встановле-
но, що для мінімізації цього показника необхідно
розподілити енергію Сонця і вітру як 1 до 1 (рис. 2).
Використовуючи алгоритми розрахунку виробітку
електричної енергії ВЕУ та ФЕУ [1], враховуючи ре-
зультат моделювання (рис. 2), максимальну потуж-
ність акумуляторної батареї (АБ) що становить 100
кВт, та максимальну потребу в енергії для заря-
дження одного ЕМ в 133,6 кВт‧год [8], співвідно-
шення потужностей генераторів електроенергії для
умов міста Мелітополь Запорізької області має ста-
новити:
РВЕУ : РФЕУ = 4 : 1. (3)
Тобто потужність комбінованої ЗС (ВЕУ + ФЕУ) за
умови зарядження одного ЕМ кожен день протягом
року становитиме Ркомб = 125 кВт.При цьому 9 днів
протягом року зарядка ЕМ буде неможлива через
недостатнє надходження енергії відновлюваних
джерел. Дану проблему можна вирішити збільшен-
ня потужності генераторів енергії, але виникає над-
лишковий виробіток електроенергії. Слід відмітити,
що специфіка місцевості впливає на співвідношення
потужностей генерувального устаткування, оскільки
для різних територій характерні свої значення швид-
кості вітру та інтенсивності сонячного випроміню-
вання.
Рис. 3. Залежність необхідної потужності генераторів енергії від потреби в енергії на зарядку електромобіля
Fig. 3. Dependence of the required power of energy generators on the energy demand for the charge of the electric car
5
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
Зважаючи на ймовірність заїзду ЕМ на ЗС з різним
залишковим зарядом АБ та, відповідно, різною пот-
ребою в енергії, проаналізовано залежність необхід-
ної потужності генераторів енергії (Ркомб) від потреби
в енергії на заряд ЕМ (рис.3), яка виглядає прямо
пропорційно.
Станції прискореного заряджання передбачають
тривалість заряджання до 80 % номінального зна-
чення ємності бортової тягової АБ за час в межах
(0,1÷0,5) год струмами до (1÷4) Сном. Разом з цим
нормований струм заряджання АБ залежно від типу
та ємності становить від 8 год і більше, що поясню-
ється малими значеннями нормованих струмів заря-
дки (0,1÷1)Сном, які визначаються технічними умова-
ми до експлуатації АБ. Зростання ринку електромо-
білів повинне враховуватись і визначати кількість
каналів, що забезпечуватимуть раціональний час
обслуговування, і має бути менше критичного.
Критична величина площі під реалізацію ЗСЕМ ви-
значається втратами енергії при її передачі від гене-
руючого устаткування до буферного акумулятору
енергії та економічними затратами на використання
ділянки під реалізацію станції. Джерела генерації
повинні бути рівномірно розташовані відносно
центра накопичення енергії, що дозволить звести до
мінімуму втрати. В ідеальному варіанті розташуван-
ня генерувального обладнання має реалізовуватись
в межах вписаного кола за умови, що центр накопи-
чення енергії відповідає центру даного кола. При
цьому радіус станції обмежується критичною вели-
чиною площі: RЗСЕМ ≤ f (Sкр).
Врахування зазначених вище умов дозволяє реалі-
зовувати та розвивати ефективну мережу ЗСЕМ з
використанням вітро- та фотоелектричних установок
як первинних генераторів електричної енергії, що в
свою чергу дозволить розширити можливості засто-
сування електротранспорту та енергії вітру і соняч-
ного випромінювання на території України.
Рекомендації щодо організації зарядних станцій
електромобілів з використанням відновлюваних
джерел енергії
Реалізація ЗСЕМ з використанням відновлюваних
джерел енергії як первинних генераторів електрое-
нергії повинна спиратись на принципи, що визнача-
тимуть максимальну ефективність реалізації таких
систем. На основі результатів попередніх дослі-
джень та висновків, отриманих при дослідженні мо-
жливостей реалізації зарядних станцій ЗСЕМ від від-
новлюваних джерел енергії, створено рекомендації
щодо їх реалізації в умовах України. Розглянемо де-
тальніше їх ключові позиції.
1. Вибір місця розташування.
Проводиться аналіз та визначаються найдоцільніші
місця встановлення ЗСЕМ з максимально зручними
під’їзними шляхами, аналізується зручність транспо-
ртної інфраструктури. Враховуються особливості міс-
ця розташування при виборі генеруючого устатку-
вання. Зокрема, для міської застосовувати фотоеле-
ктроустанови у складі ЗСЕМ, тоді як на міжміських
трасах можливе застосування вітрових, сонячних та
комплексних вітро-сонячних енергоустановок.
2. Визначення специфіки зарядної станції.
Для визначення специфіки зарядної станції необхід-
не проведення детального аналізу трафіку електри-
чних транспортних засобів на даних ділянках авто-
мобільних доріг за добу, за тиждень, за місяць та
протягом року, а також аналізу типу потенційних
споживачів, тобто типів електричних транспортних
засобів (електроцикли, легкові електромобілі, гібри-
дні підзаряджувані транспортні засоби, електробу-
си, електротягачі). За наявності статичних даних що-
до трафіку ЕМ протягом року необхідне врахування
приросту по місяцях та розробка прогнозу на корот-
кострокову (в межах 5 років) та довгострокову (10
років) перспективу з метою прогнозування збіль-
шення потужності ЗС для задоволення збільшувано-
го попиту. На основі аналізу трафіку ЕМ встановлю-
ється кількість необхідних точок одночасного підк-
лючення до зарядного пристрою.
3. Визначення необхідної потужності генеруваль-
ного устаткування та енергоємності буферної
акумуляторної батареї.
На основі аналізу прийнятого варіанта первинного
джерела електричної енергії з використанням реа-
льних даних находження енергії відновлюваного
джерела для певної місцевості встановлюється не-
обхідна потужність генерувального устаткування. В
межах населених пунктів розглядаються найоптима-
льніші варіанти досягнення необхідної розрахунко-
вої потужності фотоелектричної станції. За умови
розташування ЗСЕМ на міжміських дорогах, в ре-
зультаті аналізу реальних даних з інтенсивності со-
нячної радіації та швидкості вітру, визначається по-
тужність вітрової, сонячної чи комплексної вітро-
сонячної енергоустановки залежно від вибраної схе-
ми ЗС.
Статистичний аналіз потенційних споживачів ЗСЕМ з
урахуванням специфіки проведення швидкого заря-
джання та врахування власних витрат з використан-
ням відомого алгоритму [8] дозволяє встановити
необхідну енергоємність буферної АБ ЗС.
4. Вибір обладнання та устаткування, необхідно-
го для реалізації ЗСЕМ з використанням ВДЕ.
На основі розрахунків усіх компонентів системи
6
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
ЗСЕМ проводиться вибір обладнання з урахуванням
його техніко-економічних показників та гарантійних
термінів експлуатації.
Оскільки для розвитку мережі ЗСЕМ в районі міста
Мелітополь доцільне комплексне використання
енергії вітру та сонячного випромінювання, то вибір
фотоелектричних модулів необхідно проводити з
монокристалічного кремнію, який має високий ККД,
кращі показники виробітку електроенергії в геогра-
фічних зонах з переважальним прямим сонячним
випромінюванням (в порівнянні з полі- чи аморф-
ним кремнієм). При виборі вітроелектричних уста-
новок слід враховувати, що для даної географічної
зони з підвищеною турбулентністю, для якої харак-
терні пориви вітру до 40–50 м/с, необхідне викорис-
тання ВЕУ І-ІІ класу підкласів А та В, згідно зі станда-
ртом [13]. Вибір буферного акумулятора енергії не-
обхідно проводити з урахуванням факторів можли-
вого повного розрядження АБ, частих недозарядок
через непостійність ВДЕ, максимально можливого
ресурсу роботи та високого ККД. Станом на сьогод-
нішній день найраціональнішим вважається викори-
стання літій-титанових та літій-залізофосфатних АБ.
5. Розробка технічної пропозиції для її розгляду
та затвердження органами місцевого самовря-
дування.
Після проведення технічних розрахунків та аналізу
раціональних варіантів реалізації ЗСЕМ готується
технічна пропозиція реалізації проекту та подається
для розгляду органами місцевого самоврядування.
Для підсилення позитивних сторін реалізації ЗСЕМ з
використанням ВДЕ відмічаються екологічні перева-
ги таких систем та відсутність впливу на місцеві еле-
ктричні мережі.
Висновки. Обґрунтовано умови створення мереж
ЗСЕМ з використанням вітроелектричних та фотое-
лектричних установок, що визначаються довжиною
пробігу електромобіля, енергозабезпеченістю стан-
ції від відновлюваних джерел, нормованим часом
зарядження електромобіля, критичними часом очі-
кування на виконання заявки з обслуговування та
площею під встановлення енергогенерувального
устаткування.
Проаналізовано можливість забезпечення енергією
ЗС для умов міста Мелітополь Запорізької області та
встановлено, що для заряджання одного електро-
мобіля необхідне співвідношення генераторів елек-
троенергії при комбінованому застосуванні ВЕУ та
ФЕУ як 4 до 1, що дозволяє реалізовувати швидку
зарядку без надлишкової енергії. При цьому протя-
гом 9 днів упродовж року станція не зможе заряди-
ти електромобіль із заданим співвідношенням поту-
жностей. Збільшення потужності дає змогу вирішити
дану проблему, але тоді необхідні пошуки варіантів
застосування надлишкового виробітку електроенер-
гії.
Розроблено рекомендації по організації зарядних
станцій електромобілів з використанням відновлю-
ваних джерел енергії, яка передбачає на стадії прое-
ктування зарядних станцій електромобілів від ВДЕ
враховувати специфіку станції, її місце встановлен-
ня, визначення необхідної енергоємності буферної
акумуляторної батареї, визначення необхідної поту-
жності генеруючого устаткування на основі ВДЕ, ви-
бір обладнання та устаткування необхідного для
реалізації ЗСЕМ з використанням ВДЕ, розробку тех-
нічної пропозиції для її розгляду та затвердження
органами місцевого самоврядування.
ПОСИЛАННЯ
1. Кудря С. О. Нетрадиційні та відновлювані джерела
енергії : Підручник / С. О. Кудря. – К.: НТУУ «КПІ»,
2012. – 492 с.
2. Кириленко О. В., Павловський В. В., Лук’яненко Л. М.,
Трач І. В. Проблеми інтеграції відновлюваних джерел
електроенергії в слабкі електричні мережі. / О. В. Ки-
риленко, В. В. Павловський, Л. М. Лук’яненко, І. В.
Трач // Технічна електродинаміка. 2012, № 3, с. 25–
26.
3. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних та
нетрадиційних джерел енергії України / Інститут від-
новлюваної енергетики НАН України. – К. : ВІОЛ-
Принт, 2012. – 55 с.
4. Cost-competitive renewable power generation: Potential
across South East Europe. [Електронний ресурс] – Ре-
жим доступу: https://www.irena.org/publications/2017/
Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-
Potential-across-South-East-Europe
5. Global EV Outlook 2020. [Електронний ресурс]. Режим
доступу: https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-
2020.
6. Будько В. І. Аналіз доцільності впровадження заряд-
них станцій електромобілів на основі відновлюваних
джерел енергії в Україні / В. І. Будько // Відновлювана
енергетика. – 2016. – № 4. – С. 32–41.
7. Павлов В. Б. Зарядження електромобілів від віднов-
люваних джерел / В.Б. Павлов, В.І. Будько // Технічна
електродинаміка. – 2017. – № 6. – С. 32–35. DOI:
https://doi.org/10.15407/techned2017.06.032
8. Павлов В. Б. Особливості роботи автономних заряд-
них станцій електромобілів з використанням вітроеле-
ктричних установок та буферних акумуляторів енер-
гії / В. Б. Павлов, С. О. Кудря, В. І. Будько, В. М. Кири-
ленко, В. Ю. Іванчук // Технічна електродинаміка. –
2019. – № 4. – С. 70–76.
9. Global Overview. [Електронний ресурс]. Режим досту-
пу: https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020
https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/chapter_01/
7
© В. Б. Павлов та ін. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.2(69)850
Відновлювана енергетика, 2022. | Комплексні проблеми енергетичних систем на основі НВДЕ
chapter_01/chapter_01/
10. Будько В. І. Концепція зарядження акумуляторної
батареї електромобіля від фотоелектричної станції /
В. І. Будько, С. О. Кудря, В. Б. Павлов // Відновлювана
енергетика. – 2014. – № 1. – С. 14–21.
11. Україна. Атлас автомобільних шляхів, 40 планів міст,
нові назви населених пунктів. Київ, 2016. 176 с.
12. За 2018 год в Украине куплено больше электромоби-
лей, чем за все предыдущие годы. Інтернет ресурс.
Режим доступу: https://ecotechnica.com.ua/
transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-
elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
13. Іnternational standard ІЕС 61400-1 [Електронний ре-
сурс]. Режим доступу: http://dlbargh.ir/mbayat/46.pdf
REFERENCES:
1. Kudria S. O. Alternetive and renewable energy sources:
Textbook / S. O. Kudria. - K .: NTUU "KPI", 2012. – 492 p.
(Ukr)
2. Kirilenko O. V., Pavlovsky V. V., Lukyanenko L. M., Trach I.
V. Problems of integration of renewable energy sources
into weak electric grids. / O. V. Kirilenko, V. V. Pavlovsky,
L. M. Lukyanenko, I. V. Trach // Technical electrodynam-
ics. 2012, No 3, p. 25–26. (Ukr)
3. Atlas of Energy Potential of Renewable and Alternetive
Energy Sources of Ukraine / Institute for Renewable En-
ergy of NAS of Ukraine. - K.: VIOL-Print, 2019. – 55 p.
(Ukr)
4. Cost-competitive renewable power generation: Potential
across South East Europe [Online]. Available: https://
www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-
renewable-power-generation-Potential-across-South-
East-Europe (Eng)
5. Global EV Outlook 2020. [Online]. Available: : https://
www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020 (Eng)
6. Budko V.I. Analysis of the feasibility of introducing elec-
tric vehicle charging stations based on renewable energy
in Ukraine / V.I. Budko // Renewable Energy. 2016. № 4.
P. 32–41. (Ukr)
7. Pavlov V. B., Budko V. I. Charging electric vehicles from
renewable energy sources. Tekhnichna elektrodynamika.
No 6, 2017, р. 32 – 35. DOI: https://doi.org/10.15407/
techned2017.06.032 (Ukr)
8. Pavlov V. B. Features of operation of autonomous charg-
ing stations of electric vehicles with the use of wind pow-
er plants and buffer batteries of energy / V. B. Pavlov, S.
O. Kudrya, V. I. Budko, V. M. Kirilenko, V. Yu. Ivanchuk //
Technical electrodynamics. 2019. № 4. P. 70–76. (Ukr)
9. Global Overview. [Online]. Available: https://
www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/
chapter_01/ (Eng)
10. Budko V. I. The concept of charging the battery of an
electric vehicle from a photoelectric station / V. I. Budko,
S. O. Kudrya, V. B. Pavlov // Renewable Energy. 2014.
№ 1. P.14–21. (Ukr)
11. Ukraine. Highway atlas, 40 city plans, new names of
settlements. Kyiv, 2016. 176 p. (Ukr)
12. In 2018, more electric vehicles were bought in Ukraine
than in all previous years. [Online]. Available: https://
ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-
ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-
predydushchie-gody.html (Rus)
13. Іnternational standard ІЕС 61400-1. [Online]. Available:
http://dlbargh.ir/mbayat/46.pdf
https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/chapter_01/
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
http://dlbargh.ir/mbayat/46.pdf
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
https://www.irena.org/publications/2017/Jan/Cost-competitive-renewable-power-generation-Potential-across-South-East-Europe
http://doi.org/10.15407/techned2017.06.032
http://doi.org/10.15407/techned2017.06.032
https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/chapter_01/
https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/chapter_01/
https://www.ren21.net/gsr-2020/chapters/chapter_01/chapter_01/
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
https://ecotechnica.com.ua/transport/3828-za-2018-god-v-ukraine-kupleno-bolshe-elektromobilej-chem-za-vse-predydushchie-gody.html
http://dlbargh.ir/mbayat/46.pdf
|
| id | veorgua-article-336 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:09:29Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/ea/ecfde472a8ca69a5650f3e035152ccea.pdf |
| spelling | veorgua-article-3362026-07-18T06:32:16Z FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЗАРЯДНИХ СТАНЦІЙ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ Pavlov, V. Budko, V. Budko, M. Karpchuk, H. wind power installation photovoltaic installation battery electric vehicle charging station вітроелектрична установка фотоелектрична установка акумуляторна батарея, електромобіль зарядна станція The conditions of formation of a network of filling stations of electric vehicles with the use of wind and photoelectric power plants and buffer batteries are proposed. The conditions are based on considering the length of the electric vehicle, the energy supply of the station with renewable energy sources, the normalized charging time of the electric vehicle, the critical waiting time for the execution of the service request and the area under the installation of the plant's equipment and equipment. On the basis of the accepted conditions, the methodology of organization of charging stations of electric vehicles using wind energy and solar radiation is proposed, which assumes at the stage of designing of charging stations of electric vehicles from RES to take into account the specifics of the station, its location, determination of the required energy capacity of the buffer battery, to determine the necessary equipment on the basis of RES, choice of equipment and equipment necessary for the implementation of electric vehicle charging stations with use RES, development of a technical proposal for its consideration and approval by local authorities. Розглянуто особливості реалізації зарядних станцій електромобілів з використанням вітроелектричних та фотоелектричних енергоустановок та буферних акумуляторів енергії. Умови базуються на врахуванні довжини пробігу електромобіля, енергозабезпеченості станції відновлюваними джерелами енергії, нормованого часу зарядження електромобіля, критичного часу очікування на виконання заявки з обслуговування та площі під встановлення обладнання та устаткування станції. На основі прийнятих умов запропоновано рекомендації по організації зарядних станцій електромобілів з використанням енергії вітру та сонячного випромінювання, яка передбачає на стадії проектування зарядних станцій електромобілів від ВДЕ враховувати специфіку станції, її місце встановлення, визначення необхідної енергоємності буферної акумуляторної батареї, визначення необхідної потужності генеруючого устаткування на основі ВДЕ, вибір обладнання та устаткування необхідного для реалізації зарядних станцій електромобілів з використанням ВДЕ, розробку технічної пропозиції для її розгляду та затвердження органами місцевого самоврядування. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-07-01 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/336 10.36296/1819-8058.2022.2(69).13-19 Vidnovluvana energetika ; No. 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 13-19 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 13-19 Відновлювана енергетика; № 2(69) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 13-19 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.2(69) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/336/261 Copyright (c) 2022 V. Pavlov, V. Budko, M. Budko, H. Karpchuk https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | wind power installation photovoltaic installation battery electric vehicle charging station Pavlov, V. Budko, V. Budko, M. Karpchuk, H. FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title | FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title_alt | ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЗАРЯДНИХ СТАНЦІЙ ЕЛЕКТРОМОБІЛІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ВІДНОВЛЮВАНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ |
| title_full | FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title_fullStr | FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title_full_unstemmed | FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title_short | FEATURES OF CREATION OF THE CHARGING STATION NETWORK OF ELECTRIC VEHICLES WITH THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES |
| title_sort | features of creation of the charging station network of electric vehicles with the use of renewable energy sources |
| topic | wind power installation photovoltaic installation battery electric vehicle charging station |
| topic_facet | wind power installation photovoltaic installation battery electric vehicle charging station вітроелектрична установка фотоелектрична установка акумуляторна батарея, електромобіль зарядна станція |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/336 |
| work_keys_str_mv | AT pavlovv featuresofcreationofthechargingstationnetworkofelectricvehicleswiththeuseofrenewableenergysources AT budkov featuresofcreationofthechargingstationnetworkofelectricvehicleswiththeuseofrenewableenergysources AT budkom featuresofcreationofthechargingstationnetworkofelectricvehicleswiththeuseofrenewableenergysources AT karpchukh featuresofcreationofthechargingstationnetworkofelectricvehicleswiththeuseofrenewableenergysources AT pavlovv osoblivostístvorennâzarâdnihstancíjelektromobílívzvikoristannâmvídnovlûvanihdžerelenergíí AT budkov osoblivostístvorennâzarâdnihstancíjelektromobílívzvikoristannâmvídnovlûvanihdžerelenergíí AT budkom osoblivostístvorennâzarâdnihstancíjelektromobílívzvikoristannâmvídnovlûvanihdžerelenergíí AT karpchukh osoblivostístvorennâzarâdnihstancíjelektromobílívzvikoristannâmvídnovlûvanihdžerelenergíí |