تطبیق عرضه و تقاضای برق در طول روز یک ملاحظات اساسی در انتقال به انرژی تجدیدپذیر 100% است. منابع انرژی پاک پیشرو مانند خورشید و باد، منابع انرژی متناوب هستند، به این معنی که در ساعات مختلف روز مقادیر متفاوتی انرژی تولید می کنند. راه حل های ذخیره انرژی اجازه می دهد تا انرژی در زمان های اوج تولید ذخیره شود و در زمان اوج تقاضای برق تخلیه شود. همانطور که ما به دنبال به حداکثر رساندن استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در شبکه هستیم، فناوری Vehicle-to-Grid (V2G) به سرعت به عنوان یک راه حل ذخیره انرژی پیشرو در حال ظهور است.
V2G از باتری هایی استفاده می کند که از قبل در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) وجود دارد تا انرژی را در شبکه ما ذخیره کند. به طور معمول، ما به باتری های EV از نظر شارژ یک طرفه فکر می کنیم. با فناوری V2G، برق در دو جهت جریان مییابد، شبکه میتواند وسیله نقلیه را شارژ کند و خودرو نیز میتواند انرژی را به شبکه بازگرداند. فناوری V2G به ما این امکان را می دهد که زمان شارژ را بهینه کنیم تا حداکثر سود را برای شبکه ارائه دهیم. برای مثال، خودروهای برقی میتوانند در اواسط روز به طور کامل شارژ شوند، زمانی که پنلهای خورشیدی بیشترین انرژی را تولید میکنند و هزینههای برق پایین است. انرژی اضافی موجود در باتری را می توان در ساعات اوج مصرف برق در شب به شبکه هدایت کرد.
فناوری V2G میتواند به افزایش استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، ایجاد شبکه کارآمدتر، کاهش هزینههای شارژ EV کمک کند و طبیعتاً با ورود خودروهای الکتریکی بیشتر به جادهها گسترش خواهد یافت. قبل از اینکه فناوری V2G بتواند در مقیاس به کار گرفته شود، چندین پیشرفت فناوری و سیاست مورد نیاز است.
برای آشنایی با نقش فناوری V2G به عنوان یک ابزار تثبیت شبکه و زمان آماده شدن آن برای مقیاس، از هفت متخصص V2G دعوت کردیم. در اینجا چیزی است که آنها باید می گفتند.
شرایط دانستن
V2G: وسیله نقلیه به شبکه
به قابلیت های شارژ دوطرفه اشاره دارد که در آن باتری EV می تواند هم توسط شبکه شارژ شود و هم انرژی را دوباره به شبکه تخلیه کند.
VGI: ادغام شبکه خودرو
به طور کلی شامل راههایی است که وسایل نقلیه الکتریکی و شبکه میتوانند با هم تعامل داشته باشند، از جمله فناوری V2G و سایر روشها برای بهینهسازی تعاملات خودرو و شبکه، مانند ارائه انگیزههایی برای شارژ در ساعات کم بار.
V2X: وسیله نقلیه به X
به طور کلی شامل راههایی است که وسایل نقلیه الکتریکی و شبکه میتوانند با هم تعامل داشته باشند، از جمله فناوری V2G و سایر روشها برای بهینهسازی تعاملات خودرو و شبکه، مانند ارائه انگیزههایی برای شارژ در ساعات کم بار.
آدام لنگتون
مدیر خدمات eMobility و انرژی متصل در BMW آمریکای شمالی
خودروهای V2G میتوانند پاسخی ایدهآل به شرایط با تقاضای بالا باشند، زیرا میتوانند به صورت تاکتیکی در محلههایی که استرس شبکه را تجربه میکنند مستقر شوند. به همین ترتیب، هنگامی که شبکه دارای انرژی تجدیدپذیر اضافی است، وسایل نقلیه V2G می توانند شارژ شوند و به شبکه کمک می کند تا این نیرو را بدون بارگذاری بیش از حد جذب کند. V2G می تواند شبکه را در پاسخگویی به نوسانات در عرضه انرژی تجدیدپذیر زیرک تر کند و از هدف کالیفرنیا برای انرژی تجدیدپذیر 100% حمایت کند.
آماده شدن برای استقرار V2G در مقیاس بزرگ نیازمند همکاری بین ذینفعان شبکه، بخش حمل و نقل و رانندگان EV است. ذینفعان شبکه باید مشوق های مناسبی را برای رانندگان فراهم کنند تا وسایل نقلیه مجهز به V2G را خریداری کنند و باتری های آنها را برای استفاده به عنوان منبع شبکه در صورت نیاز در دسترس قرار دهند. استفاده از وسیله نقلیه V2G به عنوان منبع شبکه نیاز به تأیید شرکت دارد. رگولاتورها باید قوانین واضحی را برای اطمینان از استفاده ایمن از V2G ایجاد کنند، در حالی که همچنین مطمئن شوند که فرآیند تأیید سریع و قابل درک است. برای جلوگیری از سرمایه گذاری در وسیله نقلیه ای که نمی توان در آن تأسیسات استفاده کرد، اپراتورهای شبکه باید راهی را برای رانندگان در نظر بگیرند تا خانه یا کسب و کار خود را به عنوان آماده V2G «از پیش ارزیابی کنند». در نهایت، برای به دست آوردن مشارکت در مقیاس بزرگ، رانندگان باید بدانند که عملکرد و برد وسیله نقلیه تحت تأثیر قرار نمیگیرد و حرکت آنها در هنگام استفاده از وسیله نقلیه خود برای خدمات شبکه تحت تأثیر قرار نمیگیرد.
"ما شاهد دو صنعت غول پیکر ⎯ برق و خودرو ⎯ هستیم که در آنچه به عنوان یکپارچه سازی شبکه خودرو (VGI) شناخته می شود، با یکدیگر ملاقات می کنند. خودروهای الکتریکی دیگر از شبکه جدا نمی شوند، اما زمانی که از طریق ایستگاه شارژ متصل می شوند، بخشی از شبکه می شوند. فناوری V2G به خودروهای برقی اجازه می دهد تا برق را از باتری به شبکه صادر کند. در کالیفرنیا، 5 میلیون خودروی برقی در سال 2030 در جاده ها خواهند آمد. اگر این خودروهای برقی همگی دارای قابلیت V2G بودند، می توانستند فضای کافی برای صاف کردن گردن را فراهم کنند. منحنی اردک هر روز بین ساعت 4 بعد از ظهر تا 9 شب که کمبود انرژی تجدیدپذیر وجود دارد.
فناوری V2G در سال 1996 اختراع شد و اکنون در بازار شتاب قابل توجهی پیدا کرده است، با تولیدکنندگان بزرگ تجهیزات اصلی مانند فولکس واگن و رنو که خودروهای V2G را برای مدل بعدی خود عرضه می کنند. گلوگاه اصلی برای نفوذ گسترده V2G مقررات و استانداردها هستند. استانداردها وجود دارد و مقررات همچنان در حال پیگیری هستند. 2 تا 3 سال طول می کشد تا شاهد استقرار گسترده خودروهای برقی V2G باشیم.
ایمی گوتوی بیلی، دکترا
مدیر نوآوری و مدیریت پورتفولیو در شرکای شبکه ملی
«تکرار و شدت فزاینده آتشسوزیها و خاموشیهای ناگهانی در کالیفرنیا نیاز به تقویت انعطافپذیری در خانهها و محل کار ما را تسریع کرده است. راهحلهای V2X میتوانند انرژی ذخیرهشده در باتریهای EV را برای تأمین انرژی پشتیبان حیاتی برای خانوارها و مشاغل در هنگام قطع برق، علاوه بر تأمین برق برای تثبیت شبکه، مهار کنند. راهحلهای V2X ابزاری حیاتی برای سازگاری با تغییرات آب و هوا و هوای شدید خواهند بود. اگرچه راه حل های V2X هنوز نوپا هستند، به سرعت در حال ورود به بازار هستند. امسال، فورد و فولکس واگن قرار است به نیسان بپیوندند تا مدلهای خودرویی با قابلیتهای V2X را بهعنوان استاندارد ارائه کنند و سال 2022 را به یک سال پیشرو، اگر نگوییم، برای صنعت تبدیل کنند.
جری جکسون
"بازار EV که به سرعت در حال رشد است، پتانسیل عظیمی را برای فناوری V2G برای پشتیبانی از شبکه برق فراهم می کند. تخلیه برق از باتریهای EV به شبکه در زمانهای اوج مصرف، استرس شبکه برق را کاهش میدهد، انتشار گازهای گلخانهای را کاهش میدهد و به طور بالقوه از خاموشی و خاموشی غلتشی جلوگیری میکند.
در سال 2019، ما یک مطالعه هزینه-فایده با استفاده از دادههای مشتری ابزار برای ادیسون کالیفرنیای جنوبی انجام دادیم. این مطالعه نشان داد که V2G می تواند اوج تقاضای برق را تا حدود 20% کاهش دهد. تخفیفهای شرکتهای برق برای جلوگیری از اوج هزینههای برق منجر به پرداخت سالانه $560 به هر شرکتکننده در برنامه میشود. علاوه بر این، تنها حدود 10% از مشتریان این ابزار باید در برنامه شرکت کنند.
متأسفانه، V2G هنوز در مرحله اثبات مفهوم و پروژه فردی است. قبل از اینکه V2G آماده مقیاس شود، باید مسائل مربوط به گارانتی باتری خودروهای برقی، مسائل مربوط به مقررات مربوط به تاسیسات برقی، فقدان سخت افزار دو طرفه مورد نیاز و پروتکل های شارژ، و کمبود اطلاعات در مورد تخریب احتمالی باتری را بررسی کنیم. حل این مسائل مستلزم همکاری بین خودروسازان، شرکت های برق، رگولاتورها و ارائه دهندگان محصولات جانبی پشتیبانی مانند نرم افزار کنترل است. بحران انرژی فعلی و نگرانیهای اقلیمی بدون شک این همکاری را تسریع میکند و برخی از برنامههای V2G قابل توجه در چند سال آینده ظاهر میشوند.
آلن جن
دستیار مدیر موسسه مطالعات حمل و نقل در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس
«فناوری V2G با محبوبیت بیشتر خودروهای برقی منبع مهمی خواهد بود. تنها در کالیفرنیا، میزان ظرفیت ذخیرهسازی بالقوه تا سال 2030 از 250 گیگاوات ساعت فراتر خواهد رفت. در حالی که باتریهای EV را نمیتوان به همان روشی که یک دستگاه ذخیرهسازی شبکه سنتی استفاده کرد، همچنان پتانسیل فوقالعادهای برای کمک به شبکه ارائه میکند. . در حالی که بسیاری بر توانایی V2G برای کمک به ادغام انرژی های تجدیدپذیر و ثبات اوج تقاضا برای تولید عمده فروشی تمرکز می کنند، توانایی V2G برای کاهش زیرساخت های توزیع محلی را نباید نادیده گرفت. این فناوری می تواند پس انداز فوق العاده ای را به جامعه ارائه دهد.»
کنت بوکور
تهیه کننده و مجری نمایش انقلاب EV
«فناوری V2G به دارندگان وسایل نقلیه برقی اجازه میدهد تا در مواقع نیاز، مانند زمان اوج تقاضا، از شبکه برق محلی خود پشتیبانی کنند. این پشتیبانی نگرانیهای مربوط به اضافه بار شبکه، خاموشی و خاموشی را کاهش میدهد و با ارائه پاداشهای مالی برای ارائه خدمات به شبکه، کسبوکار را برای داشتن یک خودروی الکتریکی به حداکثر میرساند. V2G با استفاده از منابع موجود، ذخیره سازی انرژی ارزان و سریع را فراهم می کند، در نتیجه با ایجاد راه حل های ذخیره سازی اضافی، هرگونه اثرات زیست محیطی بالقوه را کاهش می دهد.
در حال حاضر، یک نقطه ضعف فنی عمده عملکرد V2G، تخریب باتری بسته خودرو است، به دلیل تعداد زیاد چرخههای شارژ/دشارژ بالقوه. بنابراین، اکثر تولیدکنندگان خودروهای الکتریکی ضمانتنامهای برای عملیات V2G ارائه نمیکنند و قابلیتهای برق دوطرفه را در محصولات خودروی باتری باتری ایجاد نمیکنند. اگر این ویژگی تحت ضمانت باتری خودرو قرار نگیرد، مصرف کنندگان نمی خواهند از این ویژگی استفاده کنند.
با وجود علاقه مصرف کنندگان و تامین کنندگان انرژی، این استراتژی هنوز در مراحل اولیه خود است. تحقیقات کنونی نشان میدهد که حدود 45% از خانوادههای ایالات متحده میتوانند تا سال 2050 به طور فعال خدمات V2G را ارائه دهند. کشورهای دیگر در سراسر جهان ممکن است این قابلیت را زودتر ارائه دهند. با این حال، در این مقیاس جهانی، ما هنوز راه زیادی در پیش داریم و ممکن است یک یا دو دهه طول بکشد تا این فناوری به جریان اصلی تبدیل شود.»
جوزف ولونه
در ev.energy، ما فقط به V2G فکر نمی کنیم. ما در مورد وسیله نقلیه به هر چیزی فکر می کنیم. وسایل نقلیه تجاری با باتری های بزرگ می توانند برای تثبیت شبکه در زمان اوج تقاضا تخلیه شوند. این فناوری به اثبات رسیده و آماده مقیاس پذیری است. ما هر روز با دهها مشتری مسکونی صحبت میکنیم که به انعطافپذیری خانوار برای مقاومت در برابر خاموشی فکر میکنند و میخواهند خودروی برقی آنها قبل از طوفان یا قطع برق برنامهریزیشده از قبل شارژ شود و بعداً از آن برق پشتیبان برای خانهها یا وسایل خود استفاده کنند. هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما باید با شارژ دوطرفه کار کنیم، از جمله سازگاری سخت افزاری گسترده تر و همچنین اینکه چگونه می توانیم به راحتی رانندگان خودروهای برقی را برای در دست گرفتن مسئولیت قدرت دهیم.
MCE چگونه از یکپارچه سازی خودرو-شبکه پشتیبانی می کند؟
MCE اخیراً با ev.energy همکاری کرد تا MCE Sync را ایجاد کند، برنامهای که درایورهای EV را بدون نیاز به سختافزار خاصی به فرصتهای شارژ هوشمند متصل میکند. MCE Sync به طور خودکار شارژ EV را با الکتریسیته کم کربن هماهنگ میکند، شارژ را برای پشتیبانی از قابلیت اطمینان شبکه تعدیل میکند و تضمین میکند که وسیله نقلیه راننده تا زمانی که در برنامه مشخص میشود کاملاً شارژ شود. MCE Sync بخشی از مجموعه برنامههای EV MCE است که شامل تخفیف برای رانندگان واجد شرایط درآمد و تجهیزات شارژ برای املاک و محلهای کار چند خانواده است. ببینید آیا خودروی الکتریکی یا شارژر شما برای برنامه MCE Sync واجد شرایط است یا خیر.