Energihanteringsstrategier för solcellsbaserade laddningsparkeringar för elfordon med hänsyn till batterinedbrytningskostnader

Varför smartare laddning för elbilar spelar roll

När elfordon blir vanligare kan den enkla handlingen att koppla in en bil tyst belasta elnät och plånböcker. Denna studie undersöker hur solcellsförsedda parkeringsplatser — platser där många bilar står parkerade i timmar varje dag — kan handla energi med varandra på ett smart sätt. Genom att koordinera när de laddar, när de delar överskottsenergi från solen och hur mycket extra slitage de tillåter på bilbatterier, visar forskarna att det är möjligt att minska laddningskostnader och bättre utnyttja ren energi.

Förvandla parkeringsplatser till små energihubbar

Arbetet föreställer sig ett stadsområde med flera stora parkeringsplatser, vardera täckta med solpaneler och fyllda med parkerade elbilar. Istället för att varje anläggning enbart köper kraft från nätet och säljer överskottsel tillbaka till ett lågt pris agerar varje parkeringsplats som en liten energihubb. Den kan ladda bilar med sin egen solenergi, köpa eller sälja kraft till stamnätet och handla överskottsenergi direkt med andra parkeringsplatser. Den grundläggande idén är att hantera allt detta via en prisbaserad marknadsplats så att energi naturligt flyter dit den har störst värde vid varje timme.

Låta köpare och säljare förhandla

För att samordna denna lokala marknad utformar författarna ett system för "dubbelsidiga bud". Parkeringsplatser som behöver energi lämnar in köpbud; de med överskottsel eller energi från inkopplade fordon lämnar in säljbud. En central mjukvaruag ent samlar dessa bud och avvecklar marknaden: högre köpbjudningar betjänas först och lägre säljbud matchas så länge båda parter tjänar på det jämfört med att enbart använda huvudnätet. Denna uppställning håller de överenskomna priserna mellan det normala detaljhandelspriset på el och den lägre tariff som betalas för att exportera solenergi tillbaka till nätet, så både köpare och säljare gynnas av lokal handel.

Planera för moln, trafik och batterislitage

Verkligheten är rörig: solljuset varierar med vädret och förare kommer och går vid oförutsägbara tider. Studien hanterar detta genom att köra sin marknad på många möjliga "tänk om"-scenarier. Den använder ett specialiserat neuralt nätverk för att prognostisera solproduktion och bygger sedan flera versioner av dagen med något högre eller lägre solinstrålning och laddningsbehov. Modellen uppskattar också hur mycket varje omgång av laddning och urladdning sliter på bilbatterierna och tillskriver ett penningvärde till det slitage som uppstår. Alla dessa faktorer matas in i en matematisk optimeringsmotor som söker efter den kombination av handel och laddningsscheman som håller bilarna laddade samtidigt som de totala kostnaderna minimeras.

Vad simuleringarna visar

Forskarlaget testar sin metod på en standardmodell av ett urbant elnät som innehåller sex stora parkeringsplatser för elfordon, vardera med omkring hundra bilar. De jämför sin handelsstrategi med en mer konventionell lösning där varje plats enbart använder sina egna solpaneler och köper eventuell extra kraft från nätet. När lokal handel tillåts sjunker de sammanlagda laddningskostnaderna tydligt: med cirka 11,8 % under ett dynamiskt prissystem där elpriserna varierar över dagen, och med nästan 2 % under ett fast pris. Även när den antagna kostnaden för batterislitage ökas med upp till 30 % förblir handelsmetoden billigare än den konventionella lösningen. Systemet visar sig också robust när solproduktion och körmönster varieras upp eller ner med 10 %.

Vad detta betyder för framtidens laddning

Enkelt uttryckt visar studien att det lönar sig att behandla solutrustade parkeringsplatser och inkopplade bilar som aktiva deltagare i en lokal energimarknad. Genom att låta parkeringsplatser förhandla med varandra och genom att ta hänsyn till batteriåldrande och väderrelaterad osäkerhet sänker den föreslagna strategin laddningskostnaderna och minskar spill av solenergi. Om liknande marknadsbaserade metoder införs i större skala kan de göra eldrift billigare och renare samtidigt som de minskar belastningen på elnäten i takt med att antalet elfordon fortsätter att växa.

Citering: Khan, M.O., Ahmad, F., Ali, M. et al. Energy management strategies for solar photovoltaic-based EV parking lots with consideration of battery degradation cost. Sci Rep 16, 13841 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42238-z

Nyckelord: laddning av elfordon, solparkeringsplatser, energihandel, vehicle-to-grid, batterinedbrytning