A concept of using a private electric vehicle to optimize the costs of electricity in household equipped with a PV power plant

• Autorzy: Lula Aleksander , Zagrajek Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.10.02

Warianty tytułu

PL

Koncepcja wykorzystania prywatnego pojazdu elektrycznego do optymalizacji kosztów zużycia energii elektrycznej dla gospodarstwa domowego wyposażonego w instalację fotowoltaiczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays, a dynamic increase in the number of households equipped with photovoltaic (PV) systems is observed, driven by the willingness to optimize the costs of electricity purchase. Considering also the growing share of electric vehicles (EV) in the automotive market in Poland, it is necessary to consider how to effectively integrate both areas. Therefore, the main objective of this paper was to develop a household electricity management algorithm that would reduce the electricity consumption charges using PV system and EV. It also takes into account the daily variability of electricity prices, which can also be a future element of electricity market transformation suitable for prosumers. The study showed potential savings in electricity bills of up to several PLN per day.

PL

Obecnie obserwuje się dynamiczny wzrost liczby gospodarstw domowych wyposażonych w instalacje fotowoltaiczną (PV), który wynika z chęci optymalizacji kosztów zakupu energii elektrycznej. Mając na uwadze również rosnący udział pojazdów elektrycznych (EV) w rynku motoryzacyjnym w Polsce, należy zastanowić się jak efektywnie zintegrować ze sobą oba obszary. W związku z tym głównym celem artykułu było opracowanie algorytmu zarządzania energią elektryczną w gospodarstwie domowym, który zmniejszałby opłaty za jej pobranie, wykorzystując do tego instalację PV oraz EV. Uwzględniono także w nim dobową zmienność cen energii elektrycznej, która może być także w przyszłości elementem transformacji rynku energii elektrycznej dostosowanym do prosumentów. W przeprowadzonych badaniach wykazano potencjalne oszczędności w rachunkach za energię elektryczną sięgające nawet kilkunastu złotych dziennie.

Słowa kluczowe

EN

prosumer; dynamic energy prices; electric vehicle; energy management algorithm

PL

prosument; dynamiczne ceny energii; pojazd elektryczny; algorytm zarządzania energią elektryczną

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 10
• Strony: 7--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lula Aleksander

• Politechnika Warszawska, Plac Politechniki 1, 00-661 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-5765-6890

autor

Zagrajek Krzysztof

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki, Zakład Trakcji i Gospodarki Elektroenergetycznej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-7034-9433

Bibliografia

• [1] Rokicki T., Bórawski P. et al., Differentiation and Changes of Household Electricity Prices in EU Countries, Energies, 14(2021), no. 21, 6894.
• [2] Li R., Leung G.C.K., The relationship between energy prices, economic growth and renewable energy consumption: Evidence from Europe, Energy Reports, 7 (2021), 1712-1719.
• [3] Pietzcker R., Osorio S., Rodrigues R., Tightening EU ETS targets in line with the European Green Deal: Impacts on the decarbonization of the EU power sector, Applied Energy, 293 (2021), 116914.
• [4] Żuk P., Żuk P., Increasing Energy Prices as a Stimulus for Entrepreneurship in Renewable Energies: Ownership Structure, Company Size and Energy Policy in Companies in Poland, Energies, 14(2021), no. 18, 5885.
• [5] Abdel-Hadi A., Salem A. R. et al., Study of Energy Saving Analysis for Different Industries, Journal of Energy Resources Technology, 143 (2021), no.5, 052101.
• [6] Zdonek I., Tokarski S., Mularczyk A., Turek M., Evaluation of the Program Subsidizing Prosumer Photovoltaic Sources in Poland, Energies, 15(2022), no. 3, 846.
• [7] Szeląg-Sikora A., Sikora J. et al., Solar Power: Stellar Profit or Astronomic Cost? A Case Study of Photovoltaic Installations under Poland’s National Prosumer Policy in 2016–2020, Energies, 14(2021), no. 14, 4233.
• [8] Directive 2018/2001 of the European Parliament and of the Council of 11 December 2018 on the promotion of the use of energy from renewable sources
• [9] Tang Y., Cockerill T.T., Pimm A.J., Yuan X., Environmental and economic impact of household energy systems with storage in the UK, Energy and Buildings, 250(2021), 111304.
• [10] Zou T., Lou L. et al., Study on operating conditions of household vanadium redox flow battery energy storage system,Journal of Energy Storage, 46 (2022), 103859.
• [11] Zagrajek K., A Survey Data Approach for Determining the Probability Values of Vehicle-to-Grid Service Provision, Energies, 14 (2021), no. 21, 7270.
• [12] Ma Y., Houghtion T., Cruden A., Infield D., Modeling the Benefits of Vehicle-to-Grid Technology to a Power System, IEEE Transactions on Power Systems, 27 (2012), no. 2, 1012–1020.
• [13] Contestabile M., Alajaji M., Almubarak B., Will current electric vehicle policy lead to cost-effective electrification of pas-senger car transport?, Energy Policy, 110 (2017), 20–30.
• [14] Morfeldt J., Davidsson Kuland S., Johansson D., Carbon footprint impacts of banning cars with internal combustion engines, Transportation Research Part D: Transport and Environment, 95 (2021), 102807.
• [15] Siskos P., Capros P., De Vita A., CO2 and energy efficiency car standards in the EU in the context of a decarbonisation strategy: A model-based policy assessment, Energy Policy,84 (2015), 22–34.
• [16] Thiel C., Nijs W. et al., The impact of the EU car CO2regulation on the energy system and the role of electro-mobility to achieve transport decarbonization, Energy Policy, 96 (2016), 153–166.
• [17] Curry C., Lithium-ion battery costs and market, Bloomberg New Energy Finance, 5 (2017), 4-6.
• [18] Kester J., Noel L., Zarazua de Rubens G., Sovacool K. B., Promoting Vehicle to Grid (V2G) in the Nordic region: Expert advice on policy mechanisms for accelerated diffusion, Energy Policy, 116 (2018), 422–432.
• [19] Zhou Y., Cao S., Hensenb J.L.M., Lundc P. D., Energy integration and interaction between buildings and vehicles: A state-of-the-art review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 114 (2019), 109337.
• [20] Liu C., Chau K.T., Wu D., Gao, S., Opportunities and Challenges of Vehicle-to-Home, Vehicle-to-Vehicle, and Vehicle-to-Grid Technologies, Proceedings IEEE, 101 (2013), 2409–2427.
• [21] Sijm J., Gockel P.et al., The supply of flexibility for the power system in the Netherlands, 2015-2050 Report of phase 2 of the FLEXNET project, 2017, available online (accessed: 04.03.2022): https://www.tno.nl/media/12356/e17044-flexnet-the-supply-of-flexibility-for-the-power-system-in-the-netherlands-2015-2050-phase-2.pdf
• [22] Polish Act on Energy Law, April 10th 1997, (Dz. U. 1997, no. 54 Item 348), [in Polish], available online (accessed: 04.03.2022): http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU19970540348/U/D19970348Lj.pdf.
• [23] Polish Act on Renewable Energy Sources, February 20th 2015, (Dz. U. 2015, Item 478), [in Polish], available online (accessed: 04.03.2022): https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20150000478/U/D20150478Lj.pdf
• [24] The Regulation of the Minister of Energy of 6 March 2019 on the detailed rules for shaping and calculating tariffs and settlements in electricity trade (Dz. U. 2019, Item 503) [in Polish], available online (accessed: 04.03.2022): http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20190000503/O/D20190503.pdf
• [25] Project of the Amendment to Polish Energy Law (UC74), [in Polish], available online (accessed: 04.03.2022): https://legislacja.rcl.gov.pl/projekt/12347450/katalog/12792158.
• [26] Directive 2019/944 of 5 June 2019 on Common Rules for the Internal Market for Electricity, European Parliament: Brussels,Belgium, 2019.
• [27] Distribution Grid Operation and Maintenance Code for PGE, available online (accessed: 09.04.2022): https://pgedystrybucja.pl/content/download/9118/file/iriesd_pge-dystrybucja_sa_tekstjednolityobowiazujacy_od_17_02_2022_.pdf
• [28] Homer Pro software, available online (accessed: 04.03.2022):https://www.homerenergy.com/products/pro/index.html
• [29] Distribution tariff of PGE Dystrybucja S.A., available online (accessed: 09.04.2022): https://pgedystrybucja.pl/content/download/12183/file/taryfa-2022.pdf
• [30] PGE Electricity Sales Tariff, available online (accessed: 09.04.2022): https://www.gkpge.pl/content/download/49134/file/taryfa_dla_energii_elektrycznej_dla_odbircow_z-grup_taryfowyc_g.pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).