Elektryki w czasie burzy jako magazyny energii. Badania to potwierdzają
Burza nad miastem gęsto pokrytym panelami słonecznymi to poważne wyzwanie dla sieci energetycznej. Chmury zasłaniają słońce w ciągu minut, a wówczas produkcja energii z fotowoltaiki gwałtownie spada. Efektem są nagłe skoki obciążenia linii energetycznych, z którymi wiele miejskich sieci zwyczajnie sobie nie radzi.
W skrócie
- Naukowcy z Columbia Engineering opublikowali badanie wykazujące, że samochody elektryczne mogą być wykorzystywane jako lokalne magazyny energii podczas burz w miastach z dużym udziałem fotowoltaiki.
- Technologia Vehicle-to-Grid umożliwia dwukierunkowy przepływ energii między samochodem a siecią, pomagając stabilizować linie energetyczne w czasie gwałtownego spadku produkcji energii słonecznej.
- Badanie wykazało, że system może być skuteczny nawet przy niedużej liczbie samochodów elektrycznych, ale wymaga powszechnych ładowarek V2G, inteligentnej infrastruktury i zachęt finansowych dla właścicieli aut.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Naukowcy z Columbia Engineering opublikowali w Nature Communications badanie, które pokazuje nieoczekiwane rozwiązanie tego problemu. Potrzebna infrastruktura już istnieje - to samochody elektryczne, które mogą służyć jako magazyny energii.
Samochód elektryczny jako magazyn energii
Markus Schlapfer, inżynier budownictwa i profesor nadzwyczajny Columbia Engineering, od lat obserwuje to zjawisko w Singapurze - tropikalnym mieście z intensywnym nasłonecznieniem, szybko rosnącym udziałem fotowoltaiki i regularnie nawiedzającymi je gwałtownymi burzami.
Schlapfer i jego zespół zaproponowali, by samochody elektryczne, które przez większą część dnia i tak stoją nieruchomo - właśnie w tych miejscach, gdzie zapotrzebowanie na energię jest najwyższe - wykorzystać jako magazyny energii. Koncepcja jest taka, by, zamiast ściągać prąd z odległych dzielnic przeciążonymi liniami, można go było pobrać wprost z baterii stojących samochodów.
Jak działa Vehicle-to-Grid podczas burzy?
Technologia V2G, czyli Vehicle-to-Grid, pozwala na dwukierunkowy przepływ energii między samochodem a siecią. Auto nie tylko pobiera prąd podczas ładowania, ale może też oddawać go z powrotem do sieci na żądanie operatora. Podczas burzy, gdy produkcja z paneli słonecznych gwałtownie spada, system mógłby automatycznie uruchamiać pobór energii z zaparkowanych elektryków w tej konkretnej dzielnicy, gdzie brakuje produkcji.
Jak wyjaśnia Schlapfer, "gdy burza przesuwa się nad obszarem z fotowoltaiką, zaparkowane tam elektryki mogą działać jako lokalne źródło energii i uzupełniać niedobór produkcji. Nie trzeba przesyłać prądu z sąsiednich dzielnic, więc nie trzeba też kłaść nowych kabli i budować nowej infrastruktury."
Zespół badawczy przeanalizował 55 osobnych obszarów Singapuru i ustalił, że zarządzanie energią na poziomie dzielnic, a nie całego miasta, obniża maksymalne obciążenie linii podczas dni burzowych o około 18 procent. Centralne sterowanie obejmujące całe miasto okazało się mniej skuteczne, a w niektórych przypadkach wręcz kontraproduktywne - przenosząc energię na zbyt duże odległości, przeciążało inne odcinki sieci.
Istotnym wnioskiem badania jest także to, że system działa nawet przy niewielkiej liczbie samochodów elektrycznych. W Singapurze jeden samochód przypada statystycznie na ośmiu mieszkańców - to jeden z niższych wskaźników wśród zamożnych miast świata. Mimo to obliczenia pokazują, że taka liczba pojazdów wystarczy, żeby system V2G skutecznie stabilizował sieć.
Zobacz również:
Aby ustalić, gdzie auta faktycznie parkują w ciągu dnia, badacze przeanalizowali zanonimizowane dane z telefonów komórkowych, które pozwoliły odwzorować rzeczywiste wzorce przemieszczania się mieszkańców z dokładnością do poziomu dzielnicy.
Badanie wskazuje też warunki, które muszą być spełnione, żeby koncepcja zadziałała. Przede wszystkim potrzebna jest powszechna dostępność dwukierunkowych ładowarek, bo standardowe stacje ładowania V2G nie obsługują. Konieczna jest też inteligentna infrastruktura zarządzania siecią, która będzie w stanie uruchamiać i wstrzymywać pobór energii z poszczególnych pojazdów w czasie rzeczywistym.
Właściciele aut muszą mieć również realną zachętę finansową do uczestnictwa w systemie - oddawanie energii z własnej baterii oznacza jej zużycie, co przekłada się na żywotność ogniw i koszty ładowania.
