Sạc xe vào lưới (V2G) được coi là một trong những bước phát triển lớn tiếp theo trong cách chúng ta quản lý không chỉ cách chúng ta sử dụng xe điện mà còn cách chúng ta sử dụng năng lượng nói chung. Hiệu quả là giao diện hai chiều giữa lưới điện và pin của EV, đó là một bước tiến lớn đối với quản lý năng lượng thông minh sẽ cho phép chúng ta sử dụng ít năng lượng hơn, cũng như giảm lượng khí thải carbon.
Về cơ bản, đó là những gì tên gợi ý - một phương tiện mà một chiếc xe điện được kết nối với lưới điện.
Theo truyền thống, dòng điện là một hướng, từ các nguồn được tạo ra từ trung tâm và chảy vào pin của một chiếc EV được cắm vào. Giống như bất kỳ thiết bị hoặc tiện ích nào khác yêu cầu sạc, EV chỉ cần rút điện cho đến khi chúng được làm đầy hoàn toàn, tại thời điểm đó, quản lý sạc trên bo mạch sẽ tự động dừng việc lấy điện. Sau đó, pin của ô tô sẽ lưu trữ năng lượng mà nó đã rút ra để sử dụng riêng trong việc cung cấp năng lượng cho nó.
V2G cho phép dòng điện hai chiều. EV có thể vừa lấy điện từ lưới điện để sạc vừa phóng điện trở lại lưới điện khi được yêu cầu. Điều này có thể là khi nhu cầu điện tổng thể từ lưới điện cao hoặc khi năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời hoặc gió không tạo ra nhiều điện năng như bình thường do điều kiện thời tiết.
Hiện tại, cung và cầu điện năng vào và ra lưới điện được quản lý trên quy mô lớn. Lượng điện năng cần thiết được cung cấp từ các trạm phát điện, trang trại gió, năng lượng mặt trời, v.v. và Lưới điện Quốc gia có thể 'tăng khí' khi nhu cầu điện tăng hoặc giảm khi nhu cầu điện giảm. Những đỉnh và đáy này được biết đến rộng rãi, nhưng hiện tại việc đối phó với chúng được thực hiện bằng các biện pháp giảm thiểu rất rộng, thay vì tinh vi, kém hiệu quả hơn nhiều so với mức có thể. Điều này có chi phí đáng kể về năng lượng lãng phí và khí thải.
Nhu cầu về công nghệ V2G còn gấp nhiều lần. Thứ nhất, khi số lượng xe điện trên các con đường tăng lên, do đó nhu cầu trên lưới điện sẽ tăng lên. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng lưới điện có thể theo kịp nhu cầu, nhưng điều đó không có nghĩa là nó sẽ hoạt động hiệu quả ở dạng hiện tại. Và thực tế là dù xe điện có khả năng tạo ra vấn đề nhưng chúng cũng có thể là trọng tâm để giải quyết.
Công nghệ V2G có nghĩa là năng lượng được lưu trữ trong pin của EV được cắm vào có thể được rút trở lại lưới điện khi nó cần và được bổ sung khi lưới điện có ít nhu cầu hơn. Có thể cần sử dụng điện từ EV khi sản lượng điện xanh thấp vì đó không phải là ngày nắng nhiều gió đặc biệt để tuabin gió hoặc tấm pin mặt trời chứng tỏ hiệu quả. Nó cũng có thể làm dịu đi đỉnh điểm buổi tối khi mọi người về nhà, cắm điện vào ô tô, điện thoại và bật ấm đun nước. Sau đó, năng lượng có thể được đưa trở lại EVs khi nhu cầu thấp hơn - chẳng hạn như qua đêm.
V2G giúp làm phẳng các đỉnh và đáy trong nhu cầu và cung cấp mà không cần lưới điện phải tăng cường sản xuất tập trung, cường độ carbon. Nó cũng sẽ tạo thành một yếu tố trung tâm trong quá trình hướng tới công nghệ lưới điện thông minh, nơi quản lý năng lượng có thể được thực hiện trên quy mô cục bộ nhiều để đạt hiệu quả tối đa.
Trong một từ, có. Nhưng để nói thêm chi tiết, mặc dù nó đã được thử nghiệm từ năm 2015 ở Anh, nó vẫn chỉ diễn ra trên một quy mô rất hạn chế.
Địa điểm thử nghiệm V2G lớn nhất thế giới có trụ sở tại Luân Đôn xung quanh đội xe buýt điện của TfL - đội xe lớn nhất ở bất kỳ đâu trên thế giới. Dự án Bus2Grid sử dụng năng lượng được lưu trữ trong pin của 28 xe buýt điện khi chúng được cắm tại tổng kho ở phía bắc thành phố. Chúng có thể trả lại hơn 1 megawatt cho lưới điện nếu cần - giúp ổn định nó.
Hiện tại, chương trình này có quy mô tương đối nhỏ và đã được chính phủ tài trợ cùng với nhiều cơ quan khác nhau bao gồm Đại học Leeds, UK Power Networks, TfL, nhà điều hành xe buýt Go-Ahead London và nhà sản xuất xe buýt, công ty BYD của Trung Quốc. SSE Enterprise, công ty đang quản lý phần cứng của mọi thứ, tính toán rằng nếu toàn bộ đội xe buýt của London được chuyển đổi sang điện, khía cạnh V2G có thể cân bằng điện cho tối đa 150.000 ngôi nhà.
Các chương trình dùng thử cho các cá nhân được hưởng lợi từ việc sạc V2G cũng đang diễn ra trên khắp Vương quốc Anh. Orkney đã vận hành một chương trình thử nghiệm quy mô nhỏ từ đầu năm 2019. Được gọi là ReFLEX, nó dựa trên việc phát điện siêu nhỏ (10% số nhà ở đó tự tạo ra điện) và sử dụng EV làm 'ổ cắm điện' để cân bằng lưới điện khi được yêu cầu.
Electric Nation - một dự án của Western Power Distribution - gần đây đã tuyển dụng 100 chủ sở hữu Nissan EV có khả năng V2G để tham gia thử nghiệm V2G để kiểm tra xem nó có thể hoạt động như thế nào đối với các cá nhân. Không giống như nhiều thử nghiệm khác như vậy, năm nhà cung cấp điện khác nhau đang tham gia để cung cấp dữ liệu phổ biến hơn. Mike Potter, Giám đốc điều hành của CrowdCharge (một bộ phận của Electric Nation), cho biết:“Phương tiện nạp điện vào lưới là một khái niệm tuyệt vời, nhưng nó vẫn chưa được thử nghiệm đầy đủ trên các mạng lưới điện của Anh để có thể triển khai trên một quốc gia- cơ sở rộng rãi - do đó cần có dự án này. Thử nghiệm này sẽ nghiên cứu các tác động trong thế giới thực của V2G và tìm cách cung cấp một giải pháp thông minh để cung cấp việc quản lý quá trình sạc xe điện. ”
Nhắc đến Nissan, hãng đã đi đầu trong việc phát triển V2G (một phần vì xe điện của hãng được chế tạo với công nghệ sạc CHAdeMO bắt buộc - chi tiết bên dưới) làm việc với các nhà cung cấp năng lượng như EDF ở Châu Âu và gần đây nhất là E.ON ở Anh. . Hợp tác với E.ON, Nissan GB đã lắp đặt 20 bộ sạc V2G tại Trung tâm Kỹ thuật Châu Âu ở Cranfield. Nó cũng đang tìm cách triển khai kế hoạch rộng rãi hơn.
Cuối cùng, Octopus Energy đã vượt lên dẫn đầu cuộc chơi khi cung cấp gói V2G hoàn chỉnh - Nissan LEAF và tất cả - cho khách hàng tại Vương quốc Anh. Ra mắt vào tháng 8 năm ngoái, Octopus cung cấp cho khách hàng bộ sạc Wallbox V2G và Nissan LEAF 40kWh mới với mức phí hợp lý đến mức ngớ ngẩn 299 bảng mỗi tháng. Món hời là khách hàng phải cắm điện từ 6 giờ chiều đến 5 giờ sáng ít nhất 12 lần mỗi tháng. Trong thời gian qua đêm đó, Ocotpus có thể hút năng lượng từ ô tô của khách hàng, nhưng đổi lại khách hàng được hoàn lại 30 bảng Anh.
Mặc dù công nghệ hỗ trợ V2G phổ biến đã tồn tại, nhưng nó không bao trùm trên tất cả các xe điện và tất cả các nhà cung cấp năng lượng. Hạn chế cơ bản nhất đối với việc triển khai rộng rãi nó là ở loại kết nối sạc mà xe điện có.
Hiện tại, chỉ có thể sạc V2G với công nghệ sạc CHAdeMO. Sự phát triển của nó về cơ bản dựa trên khả năng dòng năng lượng hai chiều và các thành viên của nó làm việc theo các thông số kỹ thuật, tiêu chí thử nghiệm và chứng nhận được xác định trên cả EV và bộ sạc. Nó cũng có khả năng tương thích ngược nên các hệ thống hiện tại sẽ tương thích với bất kỳ sự phát triển nào được thực hiện trong tương lai. Phiên bản mới nhất của bộ sạc CHAdeMO có thể hoạt động ở tốc độ DC lên đến 500kW, vì vậy nó chắc chắn sẵn sàng trong tương lai.
Tại Vương quốc Anh, Nissan là nhà sản xuất duy nhất cung cấp sạc CHAdeMO trên xe điện của mình.
Hệ thống sạc kết hợp (CCS), được sử dụng rộng rãi hơn nhiều, hiện không có khả năng sạc hai chiều. Tuy nhiên, các kế hoạch đang được triển khai để phát triển nó để phương tiện về nhà (V2H) và sau đó sạc V2G sẽ được hỗ trợ vào năm 2025. Không có gì đảm bảo - và thực tế là không chắc - rằng những chiếc xe hiện tại sử dụng CCS sẽ được hỗ trợ V2G.
Như bạn có thể thấy, việc CCS có khả năng sạc hai chiều là một trở ngại cho việc triển khai rộng rãi mạng V2G hiệu quả cả ở đây và ở các thị trường khác.
Báo cáo Kịch bản Năng lượng Tương lai của Nhà điều hành Hệ thống Điện lưới Quốc gia, được công bố vào tháng 7, tính toán rằng có tới 45% hộ gia đình ở Vương quốc Anh sẽ cung cấp dịch vụ V2G vào năm 2050. Điều này có thể cung cấp tới 38GW năng lượng linh hoạt từ 5,5 triệu EV giả định - mặc dù điều này là một tình huống tốt nhất. Trong trường hợp xấu nhất, chỉ 10% khả năng này sẽ đạt được.
Một yếu tố khác cần lưu ý là việc triển khai V2G có thể sẽ chậm ban đầu, với sự chấp nhận của các cá nhân tụt hậu so với họ chuyển từ đốt trong sang EV. Báo cáo cho thấy độ trễ này có thể kéo dài từ 5 đến 15 năm. Sự chậm chạp ban đầu đó chủ yếu là do sự phát triển cần thiết của CCS trước khi nó hỗ trợ sạc hai chiều.
Marcus Stewart, Cố vấn chính, National Grid ESO, nhận xét:“Lộ trình CCS đã được hiểu rõ và chúng tôi không thấy quá nhiều V2G trong phần đầu của các tình huống. Vào năm 2050, tỷ lệ sử dụng dao động từ 5 đến 45% trong các tình huống, với 45% là phân phối sớm 'Dẫn đường' của Net Zero. Hai kịch bản tuân thủ Net Zero khác giả định 11% và 26% vào năm 2050. Điều này phản ánh sự không chắc chắn xung quanh việc sử dụng V2G. ”
Về mặt nhà sản xuất xe, Nissan rất dẫn đầu về V2G nhưng những người khác đang khám phá nó - mặc dù đáng chú ý, Nissan Ariya sắp ra mắt sẽ chỉ có CCS và không có khả năng V2G. BMW đang phát triển công nghệ sạc hai chiều và sẽ có các thử nghiệm bắt đầu từ đầu năm 2021 và chạy trong một năm. Công ty đang kêu gọi các bên liên quan khác - bao gồm phần cứng sạc và quản lý, giao diện truyền thông và nhà cung cấp năng lượng - cũng kéo theo sức nặng của họ.
Audi gần đây đã thông báo rằng họ cũng đang nghiên cứu tính năng sạc hai chiều như một phần của mục tiêu làm cho đội xe của mình trở nên trung tính carbon vào năm 2050. Tuy nhiên, nghiên cứu của Audi nghiêng về phương tiện di chuyển đến nhà (V2H) hơn là V2G và đang tập trung vào những người đã trang bị ngôi nhà của họ với các tấm pin mặt trời (hệ thống quang điện - hoặc PV -). Trong trường hợp này, chiếc xe sẽ hoạt động như một phương tiện lưu trữ phi tập trung cho năng lượng mà năng lượng do PV tạo ra có thể được cung cấp khi nó hoạt động hiệu quả nhất. Khi PV không hiệu quả, năng lượng sau đó có thể được lấy từ xe để bù đắp sự thiếu hụt. Trạng thái sạc đặt trước sẽ được duy trì trong xe để đảm bảo rằng xe luôn sẵn sàng hoạt động nếu cần.
Audi cho rằng e-tron hiện tại của hãng có thể cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà thông thường trong khoảng thời gian một tuần và vì không cần có biến tần riêng nên đây là một giải pháp tiết kiệm chi phí cao.
Cuối cùng, Tesla có một chút bí ẩn về V2G ở chỗ đã do dự trong việc công khai ý tưởng do khả năng xuống cấp đối với pin và quy mô đội xe tương đối nhỏ của họ. Tuy nhiên, khả năng V2G đã được xác nhận là đã được tích hợp vào kiến trúc điện tử của Model 3 - được phát hiện bởi một nhà sản xuất ô tô khác đã thực hiện việc phá hủy Model 3, thay vì được xác nhận chính thức bởi chính Tesla. Đã được báo cáo rộng rãi rằng bộ biến tần trong Model 3 hoàn toàn có khả năng không chỉ chuyển đầu vào AC thành DC mà còn cấp nguồn từ pin DC trở lại phía AC.
Một hạn chế để Tesla trở nên có khả năng V2G phù hợp là thực tế nó sử dụng kết nối CCS2, như đã lưu ý ở trên, vẫn chưa có tính hai chiều. Những gì chúng ta biết về Tesla là nó thường xuyên dẫn trước cuộc chơi, vì vậy với các kế hoạch như Powerwall, Autobidder và ứng dụng gần đây của nó để trở thành nhà cung cấp năng lượng ở Anh, không quá khó để nghĩ rằng công ty nhìn về phía trước 5 năm so với vị trí hiện tại.
Công nghệ Vehicle to Grid chắc chắn sẽ là một phần quan trọng trong cách chúng ta quản lý năng lượng trong tương lai. Trong khi nó đã có sẵn, những hạn chế của việc cần phải có một chiếc xe phù hợp - tức là một chiếc Nissan - và phần cứng cần thiết có nghĩa là nó chỉ là một lựa chọn khả thi cho một số ít chủ sở hữu EV. Không nghi ngờ gì rằng trong vòng 5 năm tới, nó sẽ đạt được sức hút và ngay khi CCS có khả năng hoạt động hai chiều, công nghệ này sẽ trở nên phổ biến trên bầu trời.
Trong nhiều lĩnh vực khác nhau của sự phát triển xe điện và luật pháp rộng hơn ảnh hưởng đến các lựa chọn phương tiện giao thông của chúng ta, năm 2025 đang được xem là một điểm sáng. Ước tính của chúng tôi là sau thời gian chậm phát triển trong vài năm tới, khi đó V2G sẽ trở thành xu hướng chủ đạo.
Chống gỉ hoạt động như thế nào?
Tương lai của phương tiện sử dụng lưới điện EV Sạc
EVs để trả lại nguồn điện cho lưới với tính năng sạc thông minh ABB
Quét xe gần tôi:Nó là gì và nó hoạt động như thế nào?