电动汽车车主都在同一时间充电

来自雪佛兰Volt车主最集中的社区的数据揭示了车主实际何时为汽车充电

环保主义者和可再生能源爱好者多年来一直在赞扬电动汽车,现在消费者真的在购买它们。电力公司也赞成电动汽车,因为为汽车充电可以增加电力销售额。然而,电力公司担心,如果社区中有太多人在一天中的同一时间为车辆充电,这种同步性会造成电力需求高峰,可能迫使电力供应商启动昂贵的“高峰发电机”,如燃气轮机——电力公司宁愿避免这些成本,最终会转嫁给消费者。

那么,汽车车主都会在相似的时间充电吗?来自德克萨斯州电动汽车车主集中地点的早期统计数据表明,是的,他们会的。

这些数据来自奥斯汀市一个新的280公顷的社区,名为穆勒社区。该社区旨在最大限度地实现可持续生活,利用绿色建筑、智能家电、智能电表和家庭管理系统,以及综合的住宅、工作、购物和娱乐空间。建成后,预计将为13,000名居民提供住房,并为大约相同数量的个人提供工作岗位。


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尽管穆勒社区和全球许多地方的能源规划者对电动汽车车主何时何地为车辆充电做出了假设,但对实际消费者行为的真实世界研究却很缺乏。因此,位于德克萨斯大学奥斯汀分校的研究联盟Pecan Street, Inc. 对穆勒社区的住宅进行了大量仪器化,以每15秒采集一次数据,从而显示真实情况。消费者没有被鼓励以任何特定方式使用他们的汽车,并且电价不随时间变化,因此成本不会影响他们的决定。

Pecan Street的执行董事布鲁斯特·麦克拉肯和该组织的数据科学家克里斯·霍尔科姆刚刚分析了第一组数据,这些数据来自10户家庭,为期两个月。“我们假设的情况被证明是正确的,”霍尔科姆说。“人们在一天结束时回到家,然后打开所有电器。”这意味着电视、电脑、空调、其他电器——以及为他们的电动汽车充电。这种模式在两个月内都保持不变——即使在周末,那时可能很容易在上午充电,即使穆勒社区及其周边地区的便利地点安装了数十个充电站

由此产生的电网需求可能非常显著。插入充电的汽车数量从下午 3 点开始上升,一直持续到晚上 8 点——这与家用空调开启或调高的时间段相同。使用 240 伏线路(类似于干衣机使用的线路)为耗尽的电池组充电大约需要四个小时,因此电动汽车的累积负载在午夜前后达到峰值。大多数车主最终大约每隔一天为汽车充电一次,但一周中偏好的充电日没有出现规律。

麦克拉肯承认,这些数据只是一个开始。截至 8 月中旬,大约有 40 名穆勒社区居民驾驶电动汽车——主要是雪佛兰Volt,还有一些日产聆风。(通用汽车公司表示,穆勒社区拥有全球最高的Volt集中度。)麦克拉肯预计到年底电动汽车将达到约 75 辆,Pecan Street 将扩大其跟踪范围。“还有更多内容,”麦克拉肯说。

麦克拉肯说,一旦一个社区中有 15% 到 20% 的居民拥有电动汽车,并且他们的行为像穆勒社区的 10 户家庭一样,电力公司可能真的很难满足高峰需求。穆勒社区的汽车消耗的电力与家用中央空调机组的电力大致相同,这两个负载使任何其他电器的负载相形见绌。Pecan Street 将询问车主何时何地使用和充电他们的车辆,以及他们为什么选择他们所做的选择。反馈可能会揭示电力公司和监管机构可以适应的方式,而不是设想会“迫使人们以他们不想的方式行事”的激励措施或规则,这只会“为使用电动汽车设置障碍”,麦克拉肯说。

Pecan Street 正在开发和测试智能电网和先进能源管理系统的技术和商业模式,正在为穆勒社区的电网配备更多的分析设备。它现在正在采集 35 户家庭的各种使用数据,并且未来将在那里研究更多家庭。它还将与其他可持续社区项目合作,集思广益,寻找创造性的解决方案。例如,麦克拉肯指出,尽管分时电价确实可能影响房主们的充电模式,但其他解决方案也可能是可行的。圣地亚哥天然气和电力公司发现,拥有电动汽车的客户更有可能安装屋顶太阳能电池板。这些电池板通常在炎热晴朗的下午晚些时候达到峰值输出——这恰好是穆勒社区居民倾向于为汽车充电的时间。因此,对于驾驶电动汽车的房主来说,特别的太阳能电力激励措施可能是一种有效的方式,可以随着汽车的普及来减轻高峰需求。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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