وسیله نقلیه به شبکه (V2G): هر آنچه را که باید بدانید

وسیله نقلیه به شبکه (V2G) فناوری است که قدرت تغییر سیستم انرژی را دارد.

1. V2G و V2X چیست؟

V2G مخفف "وسیله نقلیه به شبکه" است و فناوری است که باعث می شود انرژی از باتری یک ماشین برقی به شبکه برق برگردد. با استفاده از فناوری وسیله نقلیه برقی به شبکه-که همچنین به عنوان ماشین به شبکه شناخته می شود-می توان باتری خودرو را بر اساس سیگنال های مختلف شارژ و تخلیه کرد-مانند تولید انرژی یا مصرف در این نزدیکی.

V2X به معنای وسیله نقلیه به همه چیز است. این شامل موارد استفاده متفاوتی مانند وسیله نقلیه به خانه (V2H) ، وسیله نقلیه به ساخت و ساز (V2B) و خدمات وسیله نقلیه به شبکه است. بسته به اینکه آیا می خواهید از باتری EV به خانه یا بارهای الکتریکی خود استفاده کنید ، برای هر یک از این موارد استفاده ، اختصارات مختلفی وجود دارد. وسیله نقلیه شما می تواند برای شما کار کند ، حتی هنگام تغذیه به شبکه برای شما اینگونه نخواهد بود.

به طور خلاصه ، ایده پشت وسیله نقلیه به شبکه شبیه به شارژ هوشمند معمولی است. شارژ هوشمند ، همچنین به عنوان شارژ V1G شناخته می شود ، ما را قادر می سازد شارژ اتومبیل های برقی را به گونه ای کنترل کنیم که اجازه می دهد تا در صورت لزوم قدرت شارژ افزایش یابد و کاهش یابد. وسیله نقلیه به شبکه یک قدم جلوتر می رود و قدرت شارژ شده را نیز قادر می سازد تا لحظه ای از باتری های خودرو به شبکه برگردد تا تغییرات در تولید و مصرف انرژی را متعادل کند.

2. چرا باید به V2G اهمیت دهید؟

داستان کوتاه ، وسیله نقلیه به شبکه به کاهش تغییرات آب و هوا با اجازه دادن به سیستم انرژی ما برای تعادل انرژی بیشتر و تجدید پذیر کمک می کند. با این حال ، برای موفقیت در مقابله با بحران آب و هوا ، باید سه مورد در بخش های انرژی و تحرک اتفاق بیفتد: دکربن سازی ، راندمان انرژی و برق.

در زمینه تولید انرژی ، Decarbonisation به استقرار منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و باد اشاره دارد. این مشکل ذخیره انرژی را معرفی می کند. در حالی که سوخت های فسیلی را می توان به عنوان نوعی ذخیره انرژی در هنگام سوزاندن انرژی در معرض خطر قرار داد ، انرژی باد و خورشیدی متفاوت است.

انرژی باید یا در جایی که تولید می شود یا در جایی ذخیره می شود برای استفاده بعدی استفاده شود. بنابراین ، رشد تجدید پذیر به ناچار سیستم انرژی ما را بی ثبات تر می کند و نیاز به راه های جدیدی برای تعادل و ذخیره انرژی برای استفاده دارد.

به طور همزمان ، بخش حمل و نقل سهم نسبتاً خوبی از کاهش کربن را انجام می دهد و به عنوان اثبات قابل توجه آن ، تعداد وسایل نقلیه برقی به طور پیوسته در حال افزایش است. باتری های وسیله نقلیه برقی تقریباً مقرون به صرفه ترین شکل ذخیره انرژی هستند زیرا نیازی به سرمایه گذاری اضافی در سخت افزار ندارند.

در مقایسه با شارژ هوشمند یک طرفه ، با V2G از ظرفیت باتری می توان با کارآیی بیشتری استفاده کرد. V2X شارژ EV را از پاسخ تقاضای الکتریکی به محلول باتری تبدیل می کند. این امکان استفاده از باتری 10 برابر را در مقایسه با شارژ هوشمند یک طرفه امکان پذیر می کند.

در سطح جهان تا سال 2030 140-240 میلیون وسیله نقلیه برقی وجود خواهد داشت. این بدان معنی است که ما حداقل 140 میلیون ذخیره انرژی ریز در چرخ ها با ظرفیت ذخیره سازی جمع شده 7 TWH خواهیم داشت.

فناوری وسیله نقلیه به شبکه ما را قادر می سازد تا از جمعیت موجود وسایل نقلیه بهترین استفاده را کنیم.

Virta Vision برای راه حل های وسیله نقلیه به شبکه

انبارهای انرژی ثابت - بانکهای بزرگ قدرت به یک معنا - رایج تر می شوند. آنها یک روش مفید برای ذخیره انرژی از ، به عنوان مثال ، نیروگاه های بزرگ خورشیدی هستند.

به عنوان مثال ، تسلا و نیسان باتری های خانگی را نیز برای مصرف کنندگان ارائه می دهند. این باتری های خانگی به همراه پانل های خورشیدی و ایستگاه های شارژ Home EV راهی عالی برای تعادل تولید و مصرف انرژی در خانه های جدا شده یا جوامع کوچک هستند.

در حال حاضر ، یکی از رایج ترین اشکال ذخیره سازی ایستگاه های پمپ است که در آن آب برای ذخیره انرژی به بالا و پایین پمپ می شود.

در مقیاس بزرگتر ، و در مقایسه با وسایل نقلیه برقی ، این ذخیره های انرژی برای تهیه گران تر هستند و به سرمایه گذاری های قابل توجهی نیاز دارند. از آنجا که تعداد EVS به طور مداوم در حال افزایش است ، اتومبیل های برقی گزینه ذخیره سازی و بدون هزینه اضافی را ارائه می دهند.

در Virta ، ما معتقدیم که اتومبیل های برقی به سادگی هوشمندانه ترین راه برای کمک به مدیریت و تولید انرژی تجدید پذیر هستند ، زیرا EVS در آینده بخشی از زندگی ما خواهد بود - صرف نظر از راه هایی که ما برای استفاده از آنها انتخاب می کنیم.

3. چگونه وسیله نقلیه به شبکه کار می کند؟

هنگام استفاده از V2G در عمل ، مهمترین چیز این است که اطمینان حاصل کنید که رانندگان EV در هنگام نیاز به باتری های اتومبیل خود انرژی کافی دارند. هنگامی که آنها صبح به کار می روند ، باتری ماشین باید به اندازه کافی پر باشد تا در صورت لزوم آنها را به سمت کار و عقب سوق دهد.

این شرط اساسی V2G و هر فناوری شارژ دیگر است: راننده EV باید در هنگام جدا کردن ماشین و اینکه باتری در آن زمان چقدر کامل است ، بتواند ارتباط برقرار کند.

با راه حل Virta’s V2G، زمانی که راننده نیاز به رفتن دارد، باتری خودرو همیشه تا 70 تا 90 درصد شارژ می شود.

هنگام استفاده از شارژ هوشمند، زمانی که باتری به طور کامل شارژ شود، امکان متعادل کردن شبکه به پایان می رسد. با V2G، توازن شبکه می تواند در تمام مدت زمانی که وسیله نقلیه به برق وصل است ادامه یابد.

یک مثال کاربردی

ابتدا، بیایید اصول اولیه نحوه رفتار الکتریسیته در شبکه را بررسی کنیم همیشه کوتاه ترین راه ممکن را به نزدیک ترین مکان مورد نیاز می برد. یک دستگاه شارژ وسیله نقلیه به شبکه، الکتریسیته را از باتری خودرو جذب می کند و به سادگی آن را به شبکه باز می گرداند، جایی که به سفر خود به نزدیک ترین مکان مورد نیاز ادامه می دهد.

در دفتر مرکزی Virta، ما در حال حاضر دو ایستگاه شارژ V2G در حال استفاده داریم. این ایستگاه ها در گاراژ ساختمان اداری، در کنار نقاط شارژ هوشمند معمولی و در دسترس عموم قرار دارند. هنگامی که ایستگاه V2G در حال تخلیه است، برق اینجا در Virta HQ مستقیماً به باتری های خودروی مجاور که در ایستگاه های معمولی شارژ می شوند، منتقل می شود - آنها نزدیک ترین مکان هایی هستند که تقاضای برق مداوم است.

اگر هیچ خودرویی شارژ نشود، برق تخلیه شده برای روشنایی گاراژ یا تهویه مطبوع استفاده می شود. این باعث کاهش کل مصرف انرژی ساختمان می شود که سیستم انرژی اطراف دفتر ما را متعادل می کند.

اجازه دهید شما را به یک تور مجازی در Virta HQ ببریم تا راه حل شارژ V2G خود را آزمایش کنیم:

Virta یک پلت فرم شارژ دیجیتال EV برای E. ON ارائه کرد که شارژ و صادرات انرژی را مطابق با سیگنال هایی مانند تقاضای شبکه، قیمت انرژی و شدت کربن ترکیب انرژی خودکار می کند.

در طول پروژه، وسایل نقلیه در فواصل زمانی طراحی شده برای تکرار برنامه های ناوگان شرکت ها - عمدتاً در طول شب و همچنین برای بخش هایی از زمان در روز، به شارژرها متصل می شوند.

4. مزایای وسیله نقلیه به شبکه

خلاصه ای از مزایا بسته به اهداف شما:

• کاهش هزینه کل مالکیت ناوگان
• OEM های خودرو (تولید کنندگان) قادر به فروش وسایل نقلیه با ارزش افزوده هستند
• طرف های بازار انرژی می توانند معامله کنند و تعادل خود را بهینه کنند
• اپراتورهای شبکه می توانند سرمایه گذاری ها را بهینه کرده و شبکه را تثبیت کنند

برای املاک و مستغلات

هنگام نصب دستگاه شارژ، مرحله شماره یک بررسی سیستم برق ساختمان است. اتصال الکتریکی می تواند مانعی برای پروژه نصب شارژ EV باشد یا در صورت نیاز به ارتقاء اتصال، هزینه ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

وسیله نقلیه به شبکه و همچنین سایر ویژگی های مدیریت هوشمند انرژی مانند مدیریت بار پویا (DLM)، به شارژ خودروهای برقی در هر مکانی، بدون توجه به محیط اطراف، مکان یا محل کمک می کند.

مزایای V2G برای ساختمان ها زمانی قابل مشاهده است که برق باتری های خودرو در جایی که بیشتر مورد نیاز است استفاده شود (همانطور که در فصل قبل توضیح داده شد). وسیله نقلیه به شبکه به تعادل تقاضای برق و جلوگیری از هرگونه هزینه غیرضروری برای ساخت یک سیستم برق کمک می کند.

با V2G می توان با کمک خودروهای برقی افزایش لحظه ای مصرف برق در ساختمان را متعادل کرد و نیازی به مصرف انرژی اضافی از شبکه نیست.

برای شبکه برق

هنگامی که مصرف برق افزایش می یابد، می تواند شبکه برق را در آن منطقه بارگذاری کند. توانایی ساختمان برای متعادل کردن تقاضای برق خود با ایستگاه های شارژ V2G همچنین به شبکه برق در مقیاس بزرگتر کمک می کند.

این زمانی مفید خواهد بود که مقدار انرژی تجدیدپذیر در شبکه، که با باد و خورشید تولید می شود، افزایش یابد. منابع انرژی تجدیدپذیر فرار هستند و چالش هایی را برای مناطقی که به انرژی باد و خورشید متکی هستند ایجاد می کنند.

این شرایط باعث "ازدحام شبکه" یا تنگناهایی می شود که می تواند از رسیدن برق به مقصد جلوگیری کند. خوشبختانه، خودروهای برقی کنترل شده هوشمند می توانند راه حلی برای ازدحام شبکه ارائه دهند و از نیاز به ارتقاء زیرساخت شبکه گران قیمت جلوگیری کنند.

بدون فناوری وسیله نقلیه به شبکه، انرژی باید از نیروگاه های ذخیره خریداری شود، که قیمت برق را در ساعات اوج مصرف افزایش می دهد، زیرا راه اندازی این نیروگاه های اضافی یک روش گران است.

بدون کنترل، باید این قیمت داده شده را بپذیرید، اما با V2G شما استاد بهینه سازی هزینه ها و سود خود هستید. به عبارت دیگر، V2G شرکت های انرژی را قادر می سازد تا با برق در شبکه پینگ پنگ بازی کنند.

برای مصرف کنندگان

چرا مصرف کنندگان باید در خودرو به شبکه به عنوان پاسخ تقاضا شرکت کنند؟همانطور که قبلا توضیح دادیم، برای آنها ضرری ندارد، اما آیا فایده ای هم دارد؟

از آنجایی که انتظار می رود راه حل های وسیله نقلیه به شبکه به یک ویژگی مالی سودمند برای شرکت های انرژی تبدیل شوند، آنها انگیزه روشنی برای تشویق مصرف کنندگان به مشارکت دارند.

از این گذشته، فناوری، دستگاه ها و وسایل نقلیه سازگار با فناوری V2G کافی نیستند - مصرف کنندگان باید مشارکت کنند، باتری های خودروی خود را به برق متصل کرده و فعال کنند تا برای V2G استفاده شود.

ما می توانیم انتظار داشته باشیم که در آینده در مقیاسی بزرگ تر، اگر مصرف کنندگانی بخواهند باتری های خودروی خود را به عنوان عناصر متعادل کننده استفاده کنند، پاداش دریافت می کنند.

5- چگونه وسیله نقلیه به شبکه اصلی خواهد بود؟

راه حل های V2G آماده برخورد به بازار و شروع جادوی خود هستند. با این حال ، برخی از موانع قبل از تبدیل شدن به V2G به ابزار اصلی مدیریت انرژی نیاز دارند.

A. V2G فناوری و دستگاه ها

چندین ارائه دهنده سخت افزار مدل های دستگاه سازگار با فناوری وسیله نقلیه به شبکه را توسعه داده اند. درست مانند سایر دستگاه های شارژ ، شارژرهای V2G در حال حاضر در بسیاری از شکل ها و اندازه ها قرار دارند.

معمولاً حداکثر توان شارژ در حدود 10 کیلو وات است - فقط برای شارژ در خانه یا محل کار. در آینده ، حتی راه حل های شارژ گسترده تر نیز اعمال می شود.

دستگاه های شارژ وسیله نقلیه به شبکه شارژرهای DC هستند ، زیرا می توان شارژرهای یک طرفه خود را به صورت یک طرفه خودروها دور زد. همچنین پروژه هایی وجود داشته است که یک وسیله نقلیه دارای یک شارژر DC پردازنده است و وسیله نقلیه را می توان به یک شارژر AC وصل کرد. با این حال ، این یک راه حل مشترک امروز نیست.

برای بسته بندی ، دستگاه ها وجود دارند و امکان پذیر هستند ، اما با بالغ شدن فناوری ، هنوز جایی برای پیشرفت وجود دارد.

B. V2G وسایل نقلیه سازگار

در حال حاضر ، وسایل نقلیه Chademo (مانند نیسان) با آوردن مدل های سازگار با V2G به بازار ، از سایر تولید کنندگان خودرو پیشی گرفته اند. تمام برگهای نیسان موجود در بازار را می توان با ایستگاه های وسیله نقلیه به شبکه تخلیه کرد. توانایی پشتیبانی از V2G یک چیز واقعی برای وسایل نقلیه است و بسیاری از تولید کنندگان دیگر امیدوارم به زودی به باشگاه سازگاری خودرو به شبکه بپیوندند. به عنوان مثال ، میتسوبیشی همچنین برنامه هایی برای تجاری سازی V2G با Outlander PHEV اعلام کرده است.

آیا V2G بر عمر باتری ماشین تأثیر می گذارد؟

به عنوان یک نکته جانبی: برخی از مخالفان V2G ادعا می کنند که استفاده از فناوری وسیله نقلیه به شبکه باعث می شود باتری های خودرو ماندگاری کمتری داشته باشند. این ادعا به خودی خود کمی عجیب است ، زیرا به هر حال باتری های اتومبیل روزانه تخلیه می شوند - از آنجا که از ماشین استفاده می شود ، باتری تخلیه می شود تا بتوانیم به اطراف خود رانندگی کنیم. بسیاری فکر می کنند که V2X/V2G به معنای شارژ کامل و تخلیه قدرت است ، یعنی باتری از صفر درصد شارژ به 100 ٪ وضعیت شارژ و دوباره به صفر می رسد. این مورد نیست. در کل ، تخلیه وسیله نقلیه به شبکه بر عمر باتری تأثیر نمی گذارد ، زیرا فقط برای چند دقیقه در روز اتفاق می افتد. با این حال ، چرخه عمر باتری EV و تأثیر V2G بر روی آن به طور مداوم مورد مطالعه قرار می گیرد.

ج - همکاری: تولید کنندگان خودرو و بخش انرژی باید قدم بردارند

وسیله نقلیه به شبکه تنها یک نمونه (اما بسیار تأثیرگذار) از امکانات مدیریت انرژی است که EVS ما را برای آینده ارائه می دهد. مسئله این است که بخش های انرژی و تحرک در آینده ، با V2G یا بدون V2G همگرا خواهند شد. ما معتقدیم که با آن است.

با این حال ، چرخ های بزرگ به آرامی می چرخند و مقاومت در برابر تغییر وجود دارد. نیسان نمونه ای عالی برای سایر تولید کنندگان خودروها برای شروع همکاری با بخش انرژی به منظور توسعه چیز جدید و در حال تغییر زندگی و به طرز جسورانه ای به آینده نشان می دهد. صنعت ماشین مانند گذشته هرگز انقلابی را پشت سر می گذارد. ترکیب نیروها با بخش انرژی به صنعت خودرو فرصتی برای شروع روزهای جدید می دهد.

در مورد بخش انرژی نیز همین اتفاق می افتد: با افزایش بهره وری انرژی و افزایش تجدیدپذیر بیشتر ، تغییر مداوم برای شبکه الکتریکی شدید خواهد بود. بخش انرژی باید روشهای جدیدی برای تعادل تولید و مصرف انرژی پیدا کند. خوشبختانه ، EV ها آماده وام دادن هستند.

D. استاندارد جدید اروپایی

بازارهای پاسخ تقاضا در اروپا بیش از 20 درصد نرخ رشد در حال رشد است. V2G یکی از امیدوار کننده ترین ابزارهای موجود در بازارهای پاسخ تقاضا است. جای تعجب نیست که پیش بینی می شود بازار V2G بین 2020-2024 به بیش از 5 میلیارد دلار رشد کند.

در حال حاضر V2G هنوز یک تجارت مبتنی بر پروژه است ، اما این همه در حال تغییر است. V2G به زودی به یک تجارت سودآور تجاری تبدیل می شود و وسیله نقلیه بیشتری برای شرکت های شبکه وجود خواهد داشت.

استاندارد جدید ISO 15118-20 اروپا در سال 2021 منتشر می شود. استاندارد جدید بازار V2G را تسریع می کند زیرا امکان انتقال برق دو طرفه را برای چندین اتومبیل فراهم می کند. در عمل ، این بدان معنی است که ظرفیت باتری EV برای مدیریت انرژی طی دو سال آینده به شدت رشد خواهد کرد. ، به عنوان مثال ، تولیدات خودروهای اروپایی شارژ دو طرفه را اجرا می کنند. این ظرفیت اوج باتری برای سیستم برق اروپا خواهد بود.

یک بار در یک فرصت در طول زندگی

اولین پروژه های V2G در حال اجرا هستند و راه حل های وسیله نقلیه به شبکه اجرا شده است. V2G ابتدا در مکانهایی که سیستم انرژی بی ثبات ترین است ، به یک راه حل حیاتی تبدیل می شود. مهمترین چیز ، با وجود موقعیت مکانی ، این است که دستگاه های شارژ نصب شده هوشمند هستند - در غیر این صورت ، تمام ویژگی های مدیریت انرژی هوشمند غیرقابل دسترسی خواهند بود.

هنگامی که V2G به اندازه کافی پیاده سازی شده باشد، خودروهای برقی همچنین می توانند شبکه را در حالت اضطراری پشتیبانی کنند. اگر شرایط آب و هوایی شدید باعث قطع برق شود، وسایل نقلیه برقی می توانند تا زمانی که مشکل برطرف شود، برق را برای نیازهای اولیه حفظ کنند. این باعث می شود که سیستم برق کمتر آسیب پذیر باشد و کمتر به شرایط خارجی وابسته باشد.

اکنون ما فقط به همه بازیکنان نیاز داریم تا از بزرگترین و مقرون به صرفه ترین ذخیره سازی انرژی که در اختیار داریم، یعنی وسایل نقلیه الکتریکی، بیشترین استفاده را ببرند.

6. منابع اضافی

وبینار: 5 نکته که باید قبل از شروع کسب و کار V2G خود بدانید

در این وبینار، زنجیره ارزش V2G و الزامات فناوری، روندها و موارد استفاده، فرصت های تجاری جدید را پوشش می دهیم و با یک جلسه پرسش و پاسخ پایان می دهیم.

Virta: ساختن یک ایده تجاری برای آینده

3 دلیل را بررسی کنید که توضیح می دهد چرا شارژ EV یک ایده تجاری مطمئن در بخش انرژی است.

Deloitte Insights: قدرت بخشیدن به آینده تحرک

وسایل نقلیه الکتریکی بسیار بیشتر از جابجایی مردم انجام می دهند - آنها می توانند نقش مهمی در حمایت از شرکت های برق ایفا کنند. درباره نقش جدید بالقوه ابزارهای برقی بیشتر بیاموزید.

استراتژی Accenture: رشد رانندگی با وسایل نقلیه برقی پلاگین

PEV ها فرصتی عالی برای شرکت های آب و برق فراهم می کند تا موقعیت خود را در اکوسیستم انرژی در حال تکامل تقویت کنند. روی صندلی مسافر رها نشوید

راهنما: بازار جهانی خودروهای الکتریکی در سال 2020

شیرجه رفتن به دنیای تحرک الکتریکی: این راهنمای یادگیری در مورد وسایل نقلیه الکتریکی و وضعیت فعلی تحولات جاری به سوی آینده ای پایدارتر از حمل و نقل است.