Was ist V2G?

Hintergrund der V2G-Generierung

V2G, kurz für Vehicle-to-Grid (Vehicle-to-Grid), ist eine aufstrebende Energiemanagementtechnologie. Wenn in der Realität der Netzbedarf die Kapazität des Grundlastkraftwerks übersteigt, weil das Netz selbst nicht über genügend Energiespeicher verfügt, wird das Spitzenkraftwerk in Betrieb genommen, und manchmal ist eine rotierende Backup-Anlage erforderlich. Bei geringer Netznachfrage ist der Stromverbrauch geringer als die Leistung von Grundlastkraftwerken, sodass ungenutzte Energie verschwendet wird. Erneuerbare Energiesysteme (wie Sonne, Wind usw.) werden in großer Zahl in das Stromsystem integriert. Da die natürlichen Diskontinuitäten erneuerbarer Energien zu Schwankungen in der Erzeugung führen können, besteht ein dringender Bedarf an einem Ausgleich durch andere Energiequellen, wie z. B. Batteriespeichersysteme, um die natürliche Variabilität erneuerbarer Energien zu glätten, die Stabilität der Netzfrequenz sicherzustellen und Spannungen zu unterdrücken Anstiege, die durch umgekehrte Leistungsflüsse verursacht werden. Als Reaktion auf diese Energieverschwendung entstand die V-2G-Technologie, deren Kernidee darin besteht, Elektrofahrzeuge (EVs) mit dem Stromnetz zu verbinden, um einen wechselseitigen Energieaustausch zu erreichen. Traditionell beziehen Elektrofahrzeuge Energie nur aus dem Netz, und die V2G-Technologie ermöglicht es Elektrofahrzeugen, überschüssigen Strom zur Netznutzung in das Netz zurückzuspeisen und so einen wechselseitigen Energiefluss zu erreichen.

Kernpunkte der V2G-Technologie

Derzeit muss die V2G-Technologie den wechselseitigen Fluss elektrischer Energie zwischen dem Stromnetz und der Fahrzeugbatterie realisieren, sodass ersichtlich ist, dass ihr technischer Kern hauptsächlich zwei Aspekte des Fahrzeugnetzwerks umfasst: Ladestationen auf der Netzseite und Netztechnologie und Technologien im Zusammenhang mit Autobatterien auf der Benutzerseite.

1. Energieüberwachungssystem

Das Energieüberwachungssystem ist eine Plattform zur Überwachung und Steuerung des Prozesses der Stromerzeugung und -versorgung auf Basis von Computer, Kommunikationsgeräten sowie Mess- und Steuereinheiten. Diese Technologie ist im traditionellen Stromnetzbau relativ ausgereift.

2. Erfassung, Aufruf und Reaktion großer Datenmengen für Elektrofahrzeuge

Der Technologieschwerpunkt liegt auf der Herstellung intelligenter Sensoren, der Einführung von KI-Technologie, Cloud Computing, Blockchain-Technologie usw., um große Datenmengen von Elektrofahrzeugen zu sammeln und zu analysieren.

3. Geordnetes Ladekontrollsystem

Der Forschungsschwerpunkt dieser Technologie liegt auf zwei Aspekten: Zum einen soll das Algorithmusmodell des Steuerungssystems durch die Aktualisierung der Energieüberwachungstechnologie sowie der Datenerfassungs- und Aufruftechnologie optimiert werden, sodass das Berechnungsergebnis nahe am tatsächlichen optimalen Wert der Produktivitätseffizienz liegt ; Die zweite besteht darin, die durch den gemeinsamen Zugang von Elektrofahrzeugen zum Netz verursachten Verluste zu minimieren und die Qualität der übertragenen Leistung sicherzustellen.

4. Zwei-Wege-Ladetechnologie

Die Zwei-Wege-Ladetechnologie wird in zwei Formen unterteilt: Fahrzeug-AC-Laden und Off-Board-DC-Laden. Das AC-Laden von Fahrzeugen erfordert nicht nur ein spezielles AC-Ladegerät, um eine bidirektionale Stromübertragung zu erreichen, sondern muss auch die bidirektionale Stromübertragung im elektrischen System auf der Fahrzeugseite verbessern. Derzeit ist die gängige bidirektionale Ladeform die Verwendung externer Gleichstromladegeräte.

V2G-Fall und Anwendung

Ende August 2016 eröffneten Nissan, der italienische Energieversorger Enel und der Anbieter konvergenter Systemlösungen Nuvve offiziell das weltweit erste kommerzielle V2G-Zentrum in Kopenhagen, Dänemark. Besitzer von Elektrofahrzeugen in Dänemark verdienen bis zu 1.530 US-Dollar pro Jahr, indem sie überschüssigen Strom aus ihren Autos an Ladestationen ins Netz zurückspeisen, und Autobetreiber verdienen 1.300 Euro (ca. 1.530 US-Dollar) pro Jahr durch Zwei-Wege-Ladestationen, die die Stromversorgung effektiv ausgleichen und Nachfrage in Spitzenzeiten.

Die University of California San Diego arbeitet an einem V2G-Projekt, um eine wechselseitige Energieinteraktion zwischen Elektrofahrzeugen und Campus-Mikronetzen zu ermöglichen, indem Elektrofahrzeuge und Ladesäulen auf dem Campus integriert werden, um das Energiemanagement auf dem Campus zu unterstützen, Energiekosten zu senken und die Netzstabilität zu verbessern.

Das vollelektrische Modell Leaf von Nissan Motor Co. wurde von den deutschen Aufsichtsbehörden für den Einsatz der V2G-Technologie zur Unterstützung des deutschen Stromnetzes zugelassen. Das Unternehmen richtet sich zunächst an Unternehmenskunden mit einer Flotte von mehr als 60 Elektrofahrzeugen und bietet auf der V2G-Technologie basierende Dienste an Deutschland ab 2019.

Chancen und Herausforderungen für V2G

Der V2G-Markt ist zwar vielversprechend, steht aber auch vor einigen Herausforderungen, wie den hohen Kosten für die Modernisierung der bestehenden Ladeinfrastruktur und dem Mangel an standardisierten Ladelösungen. Trotz dieser Hindernisse gehen große Branchenakteure Partnerschaften ein und investieren in die Forschung, um die Effizienz, Skalierbarkeit und Leistung von V2G-Systemen zu verbessern. Darüber hinaus ist das derzeit größte Hindernis für V2G das ideologische Problem, dass Verbraucher Fahrzeuge immer noch unbewusst nur als Fortbewegungsmittel betrachten. Den Verbrauchern ist die Peak-and-Valley-Arbitrage nicht bewusst, und sie sind auch nicht imstande, den Schwankungen der neuen Energieerzeugung zu begegnen und die Stabilität der Netzversorgung sicherzustellen. Darüber hinaus sind Strommarkttransaktionen für chinesische Verbraucher noch zu weit entfernt und das Geschäftsmodell wird kurzfristig nicht ausgereift sein.

Die Auswirkungen der V2G-Technologie gehen über Elektrofahrzeuge hinaus und wirken sich auf die Stabilität des Stromnetzes aus. Der Übergang zu erneuerbaren Energien bedeutet eine stärkere Abhängigkeit vom Stromnetz, daher wird die Einführung von Technologien zur Entlastung dieser Belastung allgemein begrüßt. Ähnliche Technologien wie Vehicle-to-Home (V2H) und Vehicle-to-Building (V2B) sind sinnvolle Überbegriffe für Vehicle-to-Everything (V2X) und sind auf dem Vormarsch. Die Zukunft der V2G-Technologie umfasst nicht nur traditionelle Elektrofahrzeuge, sondern auch die Integration mit anderen Formen der Energiespeicherung und Stromerzeugung, wie beispielsweise stationären Batterien und erneuerbaren Energien. Dies erweitert den Umfang der V2G-Anwendungen und schafft vielseitigere integrierte Lösungen für das Netzmanagement und die Netzunterstützung. Die Umstellung auf erneuerbare Energien unterstreicht die Bedeutung der Energiespeicherkapazität. Elektrofahrzeuge (EVs) sind nicht mehr nur Transportmittel, sondern auch eine potenzielle Energiespeicherlösung zur Unterstützung des Netzes, was die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) wichtiger denn je macht