Amerikaanse huiseigenaren met zonnepanelen kunnen de overtollige elektriciteit die ze opwekken terugverkopen aan hun lokale elektriciteitsnet. Moeten eigenaren van elektrische voertuigen (EV) hetzelfde kunnen doen?

Onderzoekers van de Universiteit van Rochester laten zien hoe zogenaamde V2G-technologie (vehicle-to-grid) voor stabiliteit van het net en opslag van hernieuwbare energie kan zorgen - en voertuigeigenaren mogelijk $ 120 tot $ 150 per jaar kan besparen - in een paper gepubliceerd in ACS Sustainable Chemical &Techniek .

Het idee wint aan kracht in delen van Canada en Europa als een manier om de toenemende mismatch in elektrisch gebruik en opwekking die optreedt wanneer weersafhankelijke zonne- en windenergiebronnen online komen, in evenwicht te brengen. Hernieuwbare energiebronnen, ook al zijn ze beter voor de planeet, kunnen traditionele energie niet vervangen omdat ze niet altijd beschikbaar zijn. De mogelijkheid om energie op te slaan in een batterij ter grootte van een krachtstation kan dit probleem oplossen. Maar waar vind je dat soort batterijcapaciteit? In geparkeerde EV's.

Om de haalbaarheid van V2G-systemen te helpen beoordelen, heeft Heta Gandhi, een Ph.D. student in het lab van Andrew White, universitair hoofddocent chemische technologie aan de Hajim School of Engineering and Applied Sciences in Rochester, heeft een rekenmodel ontwikkeld dat rekening houdt met factoren die niet eerder zijn overwogen. Haar model houdt bijvoorbeeld rekening met de degradatie van batterijen, evenals met een breed scala aan rijtijden, afstanden en andere scenario's voor woon-werkverkeer. Zij en White, haar co-auteur, gebruikten het rekenmodel om een ​​kosten-batenanalyse te ontwikkelen voor V2G-deelnemers in zes grote Amerikaanse steden. Het werk helpt onderzoekers en ingenieurs te weten welke invloed ontwerpbeslissingen hebben op mensen die hun eigen voertuigen gebruiken in V2G, een belangrijke overweging om hogere niveaus van hernieuwbare energie te bereiken.

Uit de analyse bleek dat:

• Potentiële jaarlijkse besparingen voor V2G-gebruikers in Boston, Chicago, Phoenix, New York City, Washington, D.C. en San Francisco varieerden van $ 120 tot $ 150 per jaar, waarbij een groot deel van de variatie het gevolg is van verschillen in lokale variabele elektriciteitstarieven.
li>
• Forenzen hun eigen drempelverkoopprijs laten bepalen, is cruciaal om een ​​V2G-schema winstgevend te maken voor forenzen.
• Het verhogen van zowel de laadefficiëntie als de snelheid van het opladen van de batterij is belangrijker dan het ontwikkelen van goedkopere lithium-ionbatterijen om V2G-schema's winstgevend te maken.

Alle bevindingen waren gebaseerd op gegevens die zijn verzameld voorafgaand aan de COVID-19-pandemie, die het werk- en rijgedrag van mensen ingrijpend veranderde. Maar er zijn al tekenen van een heropleving van reizen en steeds meer mensen gaan weer aan het werk, merkt Gandhi op. Bovendien suggereert het toenemende gebruik van zowel EV's als hernieuwbare energie in dit land dat V2G uiteindelijk een belangrijke overweging zal zijn voor Amerikaanse beleidsmakers.

"Dit document is naar mijn mening erg waardevol als we daadwerkelijk proberen een route te volgen waarbij mensen elektriciteit naar hun voertuigen kunnen lozen en aan het net kunnen verkopen", zegt Gandhi. "Er is extra infrastructuur voor nodig. V2G biedt echter een uitstekende oplossing voor energieopslag en netstabiliteit. Dus waarom zou je het hier niet doen?"

Voertuig-naar-net-systemen laten werken

"Een elektrisch voertuig is al aangesloten op het elektriciteitsnet als je een openbare lader gebruikt, of welke lader dan ook", legt Gandhi uit. "Als je [een oplader] bidirectioneel maakt, kan hij ook energie van het voertuig naar het elektriciteitsnet overbrengen."

Een typische V2G-bewerking werkt als volgt:

• De EV-batterij wordt tijdens de daluren opgeladen, meestal midden in de nacht.
• De gebruiker pendelt naar zijn werk en verbruikt daarbij een fractie van de batterijcapaciteit.
• Terwijl de gebruiker aan het werk is, wordt de inactieve auto tijdens de piekuren op het net aangesloten en wordt elektriciteit terugverkocht aan het net als de netbeheerder het nodig heeft.
• Een deel van de batterijcapaciteit is gereserveerd om terug naar huis te reizen.
• De cyclus wordt herhaald.

Het model dat in dit artikel wordt beschreven, is een voortzetting van eerdere modellering door het uitgebreide gebruik van gegevens van het US Census Bureau en andere bronnen. Gandhi gebruikte vervolgens stochastische modellen om willekeurig alle gegevens te bemonsteren om rekening te houden met zoveel mogelijk variabelen, zoals variaties in de woon-werkroutes en afstanden van individuen, werkpatronen, enzovoort. Het model houdt rekening met historische elektriciteitstarieven en berekent de degradatiekosten van de batterij op basis van deze variabelen.

"We hebben ons niet aan slechts één gebruiker vastgehouden of aangenomen dat alle gebruikers elke dag 10 mijl pendelen en dat ze allemaal van 8 tot 5 werken, want dat is niet het geval", zegt Gandhi.