Co to jest V2G?

Tło generacji V2G

V2G, skrót od Vehicle-to-grid (Vehicle-to-Grid), to nowa technologia zarządzania energią. W rzeczywistości, gdy zapotrzebowanie sieci przewyższy moc elektrowni podstawowej, gdyż sama sieć nie dysponuje wystarczającymi magazynami energii, zostanie uruchomiona elektrownia szczytowa, a czasami wystąpią rezerwowe obroty. Gdy zapotrzebowanie sieci jest niskie, zużycie energii elektrycznej jest niższe niż moc elektrowni systemowych, w związku z czym niewykorzystana energia jest marnowana. Systemy energii odnawialnej (takie jak energia słoneczna, wiatrowa itp.) są masowo integrowane z systemem elektroenergetycznym. Ponieważ naturalne przerwy w dostawie energii odnawialnej mogą powodować wahania w wytwarzaniu, istnieje pilna potrzeba kompensacji z innych źródeł energii, takich jak systemy magazynowania energii w akumulatorach, aby wygładzić naturalną zmienność energii odnawialnej, zapewnić stabilność częstotliwości sieci i stłumić napięcie wzrosty spowodowane odwrotnym przepływem mocy. W odpowiedzi na te marnotrawstwo energii powstała technologia V-2G, której podstawową ideą jest połączenie pojazdów elektrycznych (EV) z siecią energetyczną w celu uzyskania dwukierunkowej wymiany energii. Tradycyjnie pojazdy elektryczne pozyskują energię wyłącznie z sieci, a technologia V2G umożliwia pojazdom elektrycznym oddawanie nadwyżki energii elektrycznej z powrotem do sieci w celu wykorzystania, uzyskując w ten sposób dwukierunkowy przepływ energii.

Kluczowe punkty technologii V2G

Obecnie technologia V2G musi realizować dwukierunkowy przepływ energii elektrycznej pomiędzy siecią energetyczną a akumulatorem pojazdu, zatem widać, że jej rdzeń techniczny obejmuje głównie dwa aspekty sieci pojazdu: stacje ładowania po stronie sieci oraz technologie sieciowe i technologie związane z akumulatorami samochodowymi po stronie użytkownika.

1. System monitorowania mocy

System monitorowania mocy jest platformą monitorowania i sterowania procesem wytwarzania i dostarczania energii elektrycznej w oparciu o komputer, urządzenia komunikacyjne oraz zespół pomiarowo-sterujący. Technologia ta jest stosunkowo dojrzała w tradycyjnej budowie sieci elektroenergetycznych.

2. Pozyskiwanie, wywoływanie i reagowanie dużych zbiorów danych pojazdów elektrycznych

Technologia koncentruje się na produkcji inteligentnych czujników, wprowadzeniu technologii sztucznej inteligencji, przetwarzania w chmurze, technologii blockchain itp. w celu gromadzenia i analizowania dużych zbiorów danych dotyczących pojazdów elektrycznych.

3. Uporządkowany system kontroli ładowania

Badania tej technologii skupiają się na dwóch aspektach: jednym jest optymalizacja modelu algorytmicznego układu sterowania wraz z aktualizacją technologii monitorowania mocy oraz technologii gromadzenia i wywoływania danych, tak aby wynik obliczeń był zbliżony do rzeczywistej optymalnej wartości efektywności produktywności ; Drugim jest minimalizacja strat spowodowanych zbiorowym dostępem pojazdów elektrycznych do sieci i zapewnienie jakości przesyłanej mocy.

4. Technologia ładowania dwukierunkowego

Technologia ładowania dwukierunkowego dzieli się na dwie formy: ładowanie AC w ​​pojazdach i ładowanie DC poza pokładem. Ładowanie pojazdów prądem przemiennym wymaga nie tylko dedykowanego urządzenia do ładowania prądem przemiennym, aby osiągnąć dwukierunkowe przenoszenie mocy, ale także musi poprawić dwukierunkowe przenoszenie mocy w układzie elektrycznym po stronie pojazdu. Obecnie najpopularniejszą formą ładowania dwukierunkowego jest wykorzystanie zewnętrznych urządzeń do ładowania prądem stałym.

Obudowa i aplikacja V2G

Pod koniec sierpnia 2016 r. Nissan, włoski koncern energetyczny Enel i dostawca rozwiązań systemów konwergentnych Nuvve oficjalnie otworzyli pierwsze na świecie komercyjne centrum V2G w Kopenhadze w Danii. Właściciele pojazdów elektrycznych w Danii zarabiają do 1530 dolarów rocznie, wysyłając nadwyżkę energii ze swoich samochodów z powrotem do sieci na stacjach ładowania, a operatorzy samochodów zarabiają 1300 euro (około 1530 dolarów) rocznie na dwukierunkowych stacjach ładowania, co skutecznie równoważy dostawy energii elektrycznej i zapotrzebowania w okresach szczytu.

Uniwersytet Kalifornijski w San Diego pracuje nad projektem V2G, który ma umożliwić dwukierunkową interakcję energetyczną między pojazdami elektrycznymi a mikrosieciami kampusowymi poprzez integrację pojazdów elektrycznych i stanowisk ładowania na terenie kampusu w celu wsparcia zarządzania energią na kampusie, zmniejszenia kosztów energii i poprawy stabilności sieci.

W pełni elektryczny model Leaf firmy Nissan Motor Co. został zatwierdzony przez niemieckie organy regulacyjne do stosowania technologii V2G do obsługi niemieckiej sieci energetycznej, początkowo skierowanej do użytkowników korporacyjnych posiadających flotę ponad 60 pojazdów elektrycznych i oferującej usługi oparte na technologii V2G w Niemcy od 2019 r.

Szanse i wyzwania stojące przed V2G

Choć rynek V2G jest obiecujący, stoi przed nim również pewne wyzwania, takie jak wysokie koszty modernizacji istniejącej infrastruktury ładowania i brak standardowych rozwiązań w zakresie ładowania. Pomimo tych przeszkód główni gracze w branży nawiązują partnerstwa i inwestują w badania mające na celu poprawę wydajności, skalowalności i wydajności systemów V2G. Ponadto największą przeszkodą stojącą obecnie przed V2G jest problem ideologiczny polegający na tym, że konsumenci nadal podświadomie myślą o pojazdach jedynie jako o środku transportu. Konsumenci nie mają świadomości arbitrażu szczytów i dolin, nie mają też świadomości, jak stawić czoła wahaniom generacji nowej energii i zapewnić stabilność dostaw do sieci. Co więcej, transakcje na rynku energii elektrycznej są wciąż dla chińskich konsumentów zbyt odległe, a model biznesowy nie będzie dojrzały w najbliższej perspektywie.

Wpływ technologii V2G wykracza poza pojazdy elektryczne i wpływa na stabilność sieci energetycznej. Przejście na energię odnawialną oznacza dalsze uzależnienie od sieci, dlatego ogólnie z zadowoleniem przyjmuje się wprowadzenie technologii mających złagodzić to obciążenie. Podobne technologie, takie jak „pojazd do domu” (V2H) i „pojazd do budynku” (V2B), są użytecznymi terminami zbiorczymi dla określenia „pojazd do wszystkiego” (V2X) i zyskują na popularności. Przyszłość technologii V2G to nie tylko tradycyjne pojazdy elektryczne, ale także integracja z innymi formami magazynowania i wytwarzania energii, takimi jak baterie stacjonarne i odnawialne źródła energii. Rozszerza to zakres zastosowań V2G i tworzy bardziej wszechstronne, zintegrowane rozwiązania do zarządzania i wsparcia siecią. Przejście na odnawialne źródła energii podkreśla znaczenie zdolności magazynowania energii. Pojazdy elektryczne (EV) to już nie tylko środki transportu, ale także potencjalne rozwiązanie w zakresie magazynowania energii wspierające sieć, dzięki czemu technologia Vehicle-to-Grid (V2G) staje się ważniejsza niż kiedykolwiek