Студенты ИТМО и выпускники ЛЭТИ разработали модуль для быстрой зарядки электротранспорта — стартап выиграл в конкурсе EnergyHUB

Стартап Powerplace, основанный студентом ИТМО Олави Сийкки, выпускником ИТМО Евгением Колантаевым, а также выпускниками ЛЭТИ Алексеем Крыжановским, Константином Матусом и Сергеем Морозовым, принял участие в конкурсе EnergyHUB, поддерживаемым Правительством Санкт-Петербурга, корпорацией «Газпром нефть» и университетом ГУАП. Проект модуля зарядной станции был признан лучшим среди 50 других студенческих стартапов, участвующих в конкурсе. Представители венчурных фондов посчитали разработку своевременной и актуальной, а «Газпром нефть» и сообщество энергетических клубов петербургских вузов выделило команде финансирование в один миллион рублей.

Корреспондент ITMO.NEWS узнал у основателей стартапа Олави Сийкки и Алексея Крыжановского о том, как им пришла идея заниматься быстрыми зарядными станциями, насколько их разработка готова к внедрению на улицы города, а также о будущем электроэнергетики в целом.

— Алексей, я так понимаю, что вы являетесь основным автором идеи такого модуля. Можете рассказать, почему решили заняться этим?

Алексей Крыжановский: Сама идея создания быстрой зарядной станции родилась у меня в 2019 году, когда я увидел первые зарядные станции в Петербурге. Как специалиста по преобразовательной технике меня привлекли именно быстрые станции, потому что технологически они значительно более сложные, нежели медленные. И их проектирование — это более ответственная задача, ведь они работают напрямую с батареей и должны быть безопасными для зарядки аккумуляторов авто. Можно сказать, что для меня разработать такой зарядный модуль было неким техническим вызовом.

— А в чем именно сложность таких устройств?

Силовой модуль — это основной элемент зарядной станции, ее сердце. Именно он пропускает через себя электрическую энергию, причем большой мощности. И он не просто пропускает энергию, но еще и управляет ей: током и напряжением.

На самом деле, сложность была не в программной части, а именно в части создания железа. Я тогда еще не был знаком с мировым опытом, не видел зарубежных зарядных модулей. У меня были лишь сведения из открытых источников, к примеру, о модулях от Тесла, к слову, такие модули ранее применялись также в качестве бортовых зарядных устройств электромобиля. Но не было никакой детальной информации об этих устройствах — в Тесла эту тайну очень серьезно охраняют.

Поэтому фактически я и мои коллеги все делали с нуля — исходя из нашего опыта создания стабилизаторов тока. В дальнейшем мне уже представилась возможность изучить китайские аналоги — конечно, я почерпнул много нового в плане технических решений. Но основное отличие нашего модуля — это его программное обеспечение, которое расширяет количество сценариев его использования. С помощью нашего модуля можно заряжать все что угодно, любые накопители: электросамокаты, автомобили, аккумуляторы систем возобновляемой энергетики и так далее.

— Насколько вообще это все актуально? Все-таки в России те же электромобили не так уж и часто встретишь на улице.

Олави Сийкки: У нас в городе сейчас около 12 тысяч самокатов. И вся система их зарядки устроена достаточно просто: разряженные самокаты нужно вначале собрать, а затем где-то зарядить от обычных розеток. Потом заряженные самокаты привозят обратно. Но с ростом всей инфраструктуры электрического транспорта, который сейчас происходит, вырастет и потребление, и необходимая скорость зарядки — компании просто не смогут заряжать весь свой парк в десятки тысяч самокатов в одном или даже в нескольких местах. Это огромная точечная нагрузка на питающую сеть и потенциально большие убытки для шеринговых компаний.

Алексей Крыжановский: Количество электромобилей в России неуклонно растет, хотя это пока еще и не так заметно. За 2020 год количество проданных новых электроавто выросло на 70% в сравнении с предыдущим годом, и это при том, что рынок обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания просел из-за пандемии на 10%. И мы еще не упоминаем ввозимые б/у электрички, в основном на Дальнем Востоке, где местные жители их с радостью раскупают.

Вообще, быстрые зарядные станции — необходимый атрибут междугородних трасс. Чтобы люди, которые путешествуют на электромобилях между городами, могли заряжаться в течение буквально получаса. При этом в будущем множество иностранных компаний планирует выпускать электрогрузовики, для которых быстрая зарядка будет просто необходимостью. Ведь у них будут батареи с очень большой емкостью — на медленной зарядке они будут заряжаться несколько суток. Что, конечно же, ни одна грузовая компания себе позволить не может, это просто не выгодно. 

— То есть в будущем мы полностью перейдем на систему энергонакопителей?

Алексей Крыжановский: В будущем планируется очень широкое внедрение накопителей вообще во все сферы жизни. Например, те же альтернативные источники энергии генерируют энергию не постоянно — и то, что они производят, нужно где-то сохранять. Плюс, появляется отдельный рынок — рынок разрядных устройств, потому что накопители нужно не только заряжать, но и разряжать. Это все станет элементом будущего умного города.

Олави Сийкки: Не стоит забывать, что у нас гражданская авиация переходит на гибридные системы с энергонакопителями. Также существует огромный рынок дронов, которые используются как военными, так и гражданскими структурами, например, той же Почтой России или курьерскими службами.

— Значит, всю инфраструктуру энергетики придется полностью перестраивать?

Алексей Крыжановский: Я бы не сказал, что это перестройка всей системы, а, скорее, ее дополнение умными преобразовательными устройствами на стороне потребителя. Хотя все это рано или поздно станет определенным вызовом для сетевых компаний, поскольку мощность электрических потребителей будет неуклонно расти. Это уже происходит. Сейчас появился новый термин — «интернет энергии» — в противовес интернету вещей. В интернете энергии источники энергии и потребители связываются через интернет и автоматически регулируют объемы генерации и потребления в этой сети.

Дело в том, что когда количество электромобилей увеличится, это приведет к очень серьезной нагрузке на городские энергетические сети. Что повлечет за собой капитальные затраты для сетевых компаний: на постройку дополнительных подстанций, замену кабельных линий. Иначе пиковые нагрузки будут приводить к отключениям целых районов.

Поэтому в будущем будут применяться алгоритмы динамического распределения нагрузок на энергетические сети — так называемые алгоритмы «demand-response». На практике это выглядит так: пользователь соглашается на то, что ему предоставляется меньшая мощность, и за это получает скидку в тарифе. Сейчас такая технология активно применяется в Америке и ежегодно экономит огромные средства сетевым компаниям, которые были бы потрачены на капитальное обновление сетевой инфраструктуры.     

— Как могут помочь решить эту проблему быстрые зарядные станции? В частности, ваш модуль?

Алексей Крыжановский: В нашем модуле мы планируем применять эти алгоритмы demand-response, а также использовать динамическое распределение нагрузок. Это отличает наш модуль от, например, китайских аналогов. Также мы планируем сотрудничать с российскими производителями аккумуляторов — благодаря тому, что мы сами пишем программное обеспечение для модулей, мы можем создавать определенные алгоритмы зарядки, которые позволяют продлить ресурс аккумуляторов и зарядных устройств, замедлить процесс их деградации.

Олави Сийкки: Тут есть еще и другая сторона — необходимо, чтобы сама инфраструктура была готова перестраиваться под высокие мощности. То есть присутствует некий барьер со стороны города. Однако так как рынок развивается весьма динамично, у крупных компаний растет интерес к этой области, у города тоже — так что сейчас, думаю, будет проще этим всем заниматься.

— Как раз про сотрудничество с городом и крупным бизнесом: вам же удалось пообщаться с представителями администрации и бизнесменами? Как они вообще оценивают вашу разработку?

Олави Сийкки: Мы уже общаемся с «Газпромом» нефтью, «Роснефтью» — энергоклуб ИТМО взаимодействует со всеми этими структурами и помогает нам находить контакты. На конкурсах мы знакомимся непосредственно уже с венчурными инвесторами, представителями компаний, фондов и так далее. Компании понимают, что приходит время, если этим не заняться сейчас, то мы будем уже сильно догоняющей стороной. Общались в том числе с компаниями, которые выигрывают тендеры на поставку готовых станций. Им нужно импортозамещение и они готовы нас рассматривать.

На самом деле участвовать в конкурсах вроде EnergyHUB выгодно не из-за денег — хотя деньги, безусловно, очень важны для разработки — а из-за того, что окунаешься в определенную среду и тебя начинают узнавать как человека, который занимается этой темой. Связи, которые образуются  в этой инновационной тематике, как раз и помогают продвигать проекты и разработки. Инновацию невозможно продвигать, если она остается у вас в гараже. А подобные конкурсы помогают не только привлечь внимание общественности, но и получать экспертизу, поддержку, консультации и в будущем — инвестиции.

— Хорошо, тогда что дальше? Насколько ваша разработка готова к трансферу в индустрию?

Алексей Крыжановский: В дальнейшем мы планируем стать социально-ориентированной компанией, надеемся развивать технологию в России, создавать рабочие места и общий престиж профессии инженера в области электропреобразовательной техники. Ведь человек в этой области должен обладать множеством навыков: знание электротехники, программирования, понимание теории автоматического управления и многое другое.

Нам еще необходимо дорабатывать модуль под требования электромобильной совместимости — ведь мы в том числе ориентируемся на рынок Европы. 

Олави Сийкки: Дорожная карта нашего стартапа еще прорабатывается. Но конечная цель — чтобы наши модули появились в зарядных станциях — либо разработанных нами лично, либо в качестве источника в станциях других компаний. Таким образом, мы не рассматриваем других производителей как конкурентов — только как партнеров. Чтобы развивать эту инфраструктуру, трансформировать город всем вместе, потому что в ближайшие годы предстоит очень много работы, и мы все в этом заинтересованы.