Ce este Vehicle-to-Grid (V2G) si Vehicle-to-Home (V2H) Leave a comment

Vehiculele electrice (EV) sunt parcate, stau inactiv în jur de 95% din timp. Încărcarea bidirecțională transformă vehiculele electrice în componente active care ajută la echilibrarea sistemelor energetice interconectate. Vehicle-to-grid (V2G) permite ca electricitatea să fie extrasă de la vehiculele electrice (EV) și trimisă înapoi în rețea atunci când este nevoie de energie electrică suplimentară. Vehicle-to-home (V2H) este un concept similar care permite ca electricitatea să fie trimisă în casă pentru a alimenta alte dispozitive. V2G și V2H adaugă un strat uriaș de flexibilitate sistemelor energetice moderne, deoarece permit utilizarea vehiculelor electrice ca stocare suplimentară de energie.

Încărcare inteligentă vs încărcare bidirecțională

Încărcarea inteligentă (sau V1G) este în mod inerent unidirecțională – energia se deplaseaza într-o direcție de la rețea sau o altă sursă de energie pentru a încărca masina electrica. Încărcarea inteligentă permite modificarea orei la care este încărcat VE, permițând mutarea încărcăturilor flexibile către perioade fără vârf pentru a echilibra consumul.

Procesele și preferințele de încărcare, cum ar fi ora de plecare/sosire și intervalul necesar, pot fi, de asemenea, adaptate în funcție de cerințele proprietarului sau ale operatorului. În plus, încărcarea inteligentă poate maximiza flexibilitatea prin încărcare în conformitate cu tarifele pentru timpul de utilizare (ToU).

Încărcarea bidirecțională, pe de altă parte, permite energiei să circule si în cealaltă direcție, astfel încât încărcarea și descărcarea EV să poată fi aranjate în funcție de nevoile rețelei sau ale casei. Acest lucru ajută la creșterea autosuficienței gospodăriilor și deține potențialul de a spori stabilitatea rețelei la o scară mai mare.

Vehicle-to-Grid (V2G)

Cu V2G, VE este conectat la rețeaua electrică locală, iar energia sa stocată poate fi utilizată în perioadele de alimentare cu energie scăzută. Astfel, bateria EV poate fi încărcată sau descărcată în funcție de nevoile rețelei pentru a echilibra cererea și oferta. Bateriile vehiculelor conectate, cum ar fi flotele electrice, pot fi, de asemenea, agregate pentru a oferi o sursă de stocare mai mare atunci când este nevoie de electricitate. Aceste mașini pot fi apoi încărcate complet atunci când cererea este scăzută, astfel încât să poată funcționa la capacitate maximă atunci când este necesar.

Vehicle-to-home (V2H)

Conceptul de vehicul-to-home (V2H) este similar cu V2G. Cu toate acestea, VE nu alimentează electricitatea direct înapoi în rețeaua locală, ci într-o gospodărie conectată pentru a alimenta alte dispozitive electrice. Drept urmare, proprietarii de case pot folosi vehiculele electrice ca unitate de depozitare temporară utilizând surplusul de energie din vehiculele lor electrice pentru propria nevoie.

De exemplu, dacă condițiile meteorologice nu sunt optime pentru generarea solară locală, electricitatea stocată în VE poate fi alimenta casa pentru a alimenta o pompă de căldură sau aparate electrocasnice. Apoi, când soarele strălucește, VE poate fi reîncărcat cu energie solară gata pentru următoarea sa deplasare. Astfel, autosuficiența este maximizată, deoarece proprietarii de case sunt mai puțin dependenți de rețeaua electrică, permițându-le să minimizeze costurile, fără a compromite mobilitatea.

Vehicle-to-everything (V2X)

Vehicle-to-everything (V2X) offers a variety of use-cases, as it allows communication between vehicles and any connected device. This also includes the concepts of V2G and V2H. Thus, vehicle-to-everything can be described as the subordinate term for any form of communication between vehicles and grid-connected devices.

Cerințe tehnice

Anumite cerințe tehnice trebuie îndeplinite pentru a activa V2G și V2H și pentru a se asigura că întregul potențial al vehiculelor electrice este valorificat:

• Mufa de încărcare trebuie să fie proiectata pentru a putea lăsa electricitatea să circule în ambele sensuri. Există două tipuri principale care sunt utilizate cel mai frecvent pentru acest caz – mufa CHAdeMo și mufa CCS.
• Nu toate vehiculele electrice sunt vehicule bidirecționale, deoarece doar anumiți producători de mașini acceptă capabilitățile V2G. Nissan, Hyundai, Mitsubishi, Ford, Genesis și Kia sunt câțiva dintre producătorii auto bine-cunoscuți cu mașini bidirecționale, în timp ce mulți alții, cum ar fi Volkswagen, BMW și Volvo, sunt așteptați să lanseze vehicule electrice compatibile V2G în viitorul apropiat.
• Un sistem cuprinzător de management al energiei (EMS) permite comunicarea fără întreruperi între activele conectate. Doar cu un EMS, infrastructura de încărcare a vehiculelor electrice poate comunica cu rețeaua și alte active dintr-o clădire sau o casă pentru a ști când ar trebui să fie încărcată și descărcată în mod optim pentru a optimiza economiile și a maximiza eficiența.
• Protocoalele de comunicare ajută la reglarea comunicației bidirecționale dintre un vehicul și o stație de încărcare – acest lucru se poate face prin OCPP 2.0, ISO 15118 și/sau IEC 15118.
• O stație de încărcare a vehiculelor electrice (EVCS) care acceptă funcționalitatea V2X este crucială.

Beneficiile încărcării bidirecționale

• Utilizarea mai eficienta a vehiculelor electrice, permițându-le să acopere cererea de energie electrică și să reducă congestionarea rețelei în perioadele de vârf.
• Independenta crescută prin utilizarea vehiculului ca o baterie care stochează surplusul de energie pentru a fi utilizat în perioadele de producție scăzută.
• Costuri reduse, deoarece trebuie extrasă mai puțină energie din rețea. Există, de asemenea, potențialul de a vinde energia stocată în EV înapoi la rețea în timpul cererii de vârf și de a crea venituri suplimentare.
• Stabilitate îmbunătățită a rețelei prin integrarea mai bună a vehiculelor electrice în rețelele electrice și transformându-le într-un activ flexibil care poate reacționa la schimbările bruște ale ofertei sau cererii.
• Reducerea emisiilor prin maximizarea utilizării energiei curate pentru a alimenta vehiculele electrice și prin creșterea fiabilității surselor regenerabile intermitente.
• Denumite depozitare pe roți, vehiculele electrice se deplasează dintr-o locație în alta și pot susține în mod flexibil cererea de energie electrică în locația actuală.
• Experiență de încărcare perfectă pentru proprietarul vehiculului electric. Șoferul trebuie să-și specifice cerințele/condițiile de încărcare, cum ar fi încărcare cât mai ieftină posibil, încărcare cu cele mai scăzute emisii de CO2, autonomie minimă și ora de plecare etc., iar de orice altceva se ocupă EMS în fundal.
• Îmbunătățește și mai mult valoarea costului total de deținere (TCO) pentru proprietarul de vehicule electrice, având posibilitatea de a crește autosuficiența, participarea la servicii de flexibilitate pe diferite piețe de energie și încărcarea/descărcarea vehiculelor electrice conform tarifelor flexibile.

Bariere și provocări pentru V2G/V2H

• Degradarea bateriei: aceasta poate fi accelerată printr-un număr crescut de cicluri de încărcare și descărcare, rezultat din cauza unei entități externe care controlează bateria. Totusi nevoile unei case sunt mult mai reduse fata de ale unui vehicul in miscare.
• Pierdere potențială de energie: în timp ce încărcarea bidirecțională poate atinge o eficiență de 90%, energia se pierde atunci când este transformată de la încărcare la descărcare și invers.
• Reglementări și standarde imature: deși tehnologia care permite încărcarea bidirecțională există deja, cadrul pentru integrarea completă a tehnologiei V2G/V2H pe piața UE nu a fost încă pe deplin implementat. Reglementarea cuprinzătoare, finanțarea publică și standardele unificate încă împiedică V2G/V2H să ajungă la adoptarea în masă.
• Lipsa stimulentelor: tarifele pentru timpul de utilizare (ToUs) încurajează utilizatorii să profite din plin de fluctuațiile prețurilor la energie electrică prin încărcarea în perioadele de vârf și descărcarea în perioadele de vârf pentru a economisi bani și a reduce presiunea asupra rețelei. Cu toate acestea, cadrele de reglementare pentru astfel de stimulente care completează V2G/V2H lipsesc, de asemenea, descurajând încărcarea bidirecțională de la decolare.‍
• O gamă diversă de părți interesate sunt implicate în implementarea încărcării bidirecționale – producători de automobile, furnizori de energie, operatori de rețea, operatori de puncte de încărcare, șoferi de vehicule electrice și organisme guvernamentale/legislative, pentru a numi câteva. Ei trebuie să colaboreze și să cadă de comun acord asupra cerințelor și standardelor pentru a se asigura că V2G/V2H este o situație câștigătoare pentru toate părțile. Acest lucru duce la complicații și întârzieri suplimentare în lansarea încărcării bidirecționale ca funcționalitate pregătită pentru piață.

Încărcarea bidirecțională în practică

„Bidirectional Charging Management – BDL” este un proiect de cercetare comun al BMW și subsidiarele E.ON Bayernwerk și E.ON Energie Deutschland pentru a prezenta abordarea holistică a vehiculelor interconectate, a infrastructurii de încărcare și a rețelelor electrice, cu accent pe energia regenerabilă. 50 de vehicule electrice cu capabilități V2G au fost furnizate clienților și, conform feedback-ului, au fost ușor de integrat în viața de zi cu zi și s-au dovedit a fi utile.

Proiectul a arătat că încărcarea bidirecțională este o modalitate eficientă de creștere a consumului de energie regenerabilă, subliniind importanța mobilității electrice în tranziția energetică. Rezultatele proiectului sunt încorporate într-o ofertă pentru clienți, „Connected Home Charging”, care este primul ecosistem pan-european pentru încărcare inteligentă acasă. Platforma XENON a gridX oferă baza tehnologică pentru soluție.

Un alt exemplu excelent despre modul în care încărcarea bidirecțională contribuie la stabilitatea rețelei este proiectul xSite, o colaborare între FIEGE, E.ON, EBZ, gridX și RSW Technik. Platforma XENON a gridX controlează procesele de încărcare a vehiculelor electrice în funcție de încărcările de energie în timp real de la locația FIEGE pentru a utiliza în mod optim puterea disponibilă.

Două puncte de încărcare bidirecționale permit vehiculelor electrice care stau inactiv pentru perioade lungi de timp să fie folosite ca baterii, realimentând energia din bateriile mașinii pentru a fi folosite în altă parte. „Cu FIEGE și partenerii noștri de proiect, acum aducem cu succes o soluție inovatoare, inteligentă de încărcare în faza practică, care protejează clima și reduce costurile pentru clienții noștri.

Conform calculelor comune, utilizarea completă a celor douăsprezece puncte de încărcare poate economisi între 6.000 și 13.000 de euro pe an”, spune Mathias Wicher, Vicepreședinte eMobility la E.ON SE.

Perspectivă viitoare pentru V2G și V2H

V2G și V2H sunt deja posibile din punct de vedere tehnic. Cu toate acestea, lipsa standardizării și a reglementării imature le împiedică adevăratul potențial. Cu un număr în creștere de vehicule electrice pe străzile noastre și un număr tot mai mare de cazuri de utilizare în viața reală, este totuși clar că încărcarea bidirecțională va aduce o cantitate imensă de flexibilitate sistemelor de energie curată.