Vehículo a red - Vehicle-to-grid

Un cargador rápido EV habilitado para V2G

Vehículo a red ( V2G ) describe un sistema en el que los vehículos eléctricos enchufables (PEV), como los vehículos eléctricos de batería (BEV), los híbridos enchufables (PHEV) o los vehículos eléctricos de celda de combustible de hidrógeno (FCEV), se comunican con la red eléctrica para vender servicios de respuesta a la demanda , ya sea devolviendo la electricidad a la red o reduciendo su tasa de carga. Las capacidades de almacenamiento de V2G pueden permitir que los vehículos eléctricos almacenen y descarguen la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables como la solar y la eólica, con una producción que fluctúa según el clima y la hora del día.

V2G se puede utilizar con vehículos que se pueden conectar a un enchufe eléctrico. Estos se conocen generalmente como vehículos eléctricos enchufables (PEV), que incluyen vehículos eléctricos de batería (BEV) e híbridos enchufables (PHEV). Dado que en un momento dado el 95 por ciento de los automóviles están estacionados, las baterías de los vehículos eléctricos podrían usarse para permitir que la electricidad fluya desde el automóvil a la red de distribución eléctrica y viceversa. Un informe de 2015 sobre las ganancias potenciales asociadas con V2G encontró que con el apoyo regulatorio adecuado, los propietarios de vehículos podrían ganar $ 454, $ 394 y $ 318 por año, dependiendo de si su conducción diaria promedio era de 32, 64 o 97 km (20, 40 o 60 millas), respectivamente.

Las baterías tienen un número finito de ciclos de carga, así como una vida útil, por lo que el uso de vehículos como almacenamiento en la red puede afectar la longevidad de la batería. Los estudios que realizan ciclos de baterías dos o más veces al día han mostrado grandes disminuciones en la capacidad y una vida útil muy corta. Sin embargo, la capacidad de la batería es una función compleja de factores como la química de la batería, la velocidad de carga y descarga, la temperatura, el estado de carga y la edad. La mayoría de los estudios con tasas de descarga más lentas muestran solo un pequeño porcentaje de degradación adicional, mientras que un estudio ha sugerido que el uso de vehículos para el almacenamiento en la red podría mejorar la longevidad.

A veces, la modulación de la carga de una flota de vehículos eléctricos por un agregador para ofrecer servicios a la red pero sin un flujo eléctrico real de los vehículos a la red se denomina V2G unidireccional, a diferencia del V2G bidireccional que generalmente se analiza en este artículo.

Aplicaciones

Nivelación de carga máxima

El concepto permite que los vehículos V2G proporcionen energía para ayudar a equilibrar las cargas mediante el "llenado del valle" (cargando por la noche cuando la demanda es baja) y el " pico de reducción " (enviando energía de regreso a la red cuando la demanda es alta, ver curva de pato ). La nivelación de la carga máxima puede permitir nuevas formas para que las empresas de servicios públicos brinden servicios de regulación (manteniendo el voltaje y la frecuencia estables) y proporcionen reservas rotativas (satisfagan las demandas repentinas de energía). Estos servicios, junto con los "medidores inteligentes", permitirían a los vehículos V2G devolver energía a la red y, a cambio, recibir beneficios monetarios en función de la cantidad de energía que se devuelva a la red. En su desarrollo actual, se ha propuesto que dicho uso de vehículos eléctricos podría amortiguar las fuentes de energía renovables como la energía eólica, por ejemplo, almacenando el exceso de energía producida durante los períodos de viento y devolviéndola a la red durante los períodos de alta carga, estabilizando así de manera efectiva la intermitencia de la energía eólica. Algunos ven esta aplicación de la tecnología del vehículo a la red como un enfoque para ayudar a que la energía renovable se convierta en una tecnología eléctrica de carga base.

Se ha propuesto que las empresas de servicios públicos no tendrían que construir tantas centrales eléctricas de gas natural o carbón para satisfacer la demanda máxima o como póliza de seguro contra cortes de energía . Dado que la demanda se puede medir localmente mediante una simple medición de frecuencia, se puede proporcionar una nivelación de carga dinámica según sea necesario. Carbitrage, un acrónimo de 'coche' y ' el arbitraje ', se utiliza a veces para referirse al precio mínimo de energía eléctrica a la que un vehículo descargaría su batería.

Energía de respaldo

Los vehículos eléctricos modernos generalmente pueden almacenar en sus baterías más que la demanda de energía diaria de un hogar promedio. Incluso sin las capacidades de generación de gas de un PHEV, dicho vehículo podría usarse para energía de emergencia durante varios días (por ejemplo, iluminación, electrodomésticos, etc.). Este sería un ejemplo de transmisión de vehículo a casa (V2H). Como tales, pueden verse como una tecnología complementaria para los recursos de energía renovable intermitente, como la energía eólica o solar. Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (FCV) con tanques que contienen hasta 5,6 kg de hidrógeno pueden entregar más de 90 kWh de electricidad.

Tipos de V2G

Unidireccional V2G o V1G

Muchos de los beneficios a escala de red de V2G se pueden lograr con V2G unidireccional, también conocido como V1G o "carga inteligente". El Operador de Sistema Independiente de California (CAISO) define V1G como "servicios de carga administrados unidireccionales" y define los cuatro niveles de Interfaz Vehículo-Red (VGI), que abarca todas las formas en que los vehículos eléctricos pueden proporcionar servicios de red, de la siguiente manera:

  1. Flujo de energía unidireccional (V1G) con un recurso y actores unificados
  2. V1G con recursos agregados
  3. V1G con objetivos de actor fragmentados
  4. Flujo de potencia bidireccional (V2G)

V1G implica variar el tiempo o la velocidad a la que se carga un vehículo eléctrico para proporcionar servicios auxiliares a la red, mientras que V2G también incluye flujo de potencia inverso. V1G incluye aplicaciones como sincronizar los vehículos para que se carguen a la mitad del día para absorber el exceso de generación solar, o variar la tasa de carga de los vehículos eléctricos para proporcionar servicios de respuesta de frecuencia o servicios de equilibrio de carga.

V1G puede ser la mejor opción para comenzar a integrar los vehículos eléctricos como cargas controlables en la red eléctrica debido a problemas técnicos que existen actualmente con respecto a la viabilidad de V2G. V2G requiere hardware especializado (especialmente inversores bidireccionales), tiene pérdidas bastante altas y una eficiencia de ida y vuelta limitada, y puede contribuir a la degradación de la batería del EV debido a un mayor rendimiento energético. Además, los ingresos de V2G en un proyecto piloto de SCE fueron más bajos que los costos de administración del proyecto, lo que indica que V2G aún tiene mucho camino por recorrer antes de ser económicamente viable.

V2G local bidireccional (V2H, V2B, V2X)

Vehículo a casa (V2H) o vehículo a edificio (V2B) o vehículo a todo (V2X) no suelen afectar directamente el rendimiento de la red, pero crean un equilibrio dentro del entorno local. El vehículo eléctrico se utiliza como fuente de alimentación de respaldo residencial durante períodos de cortes de energía o para aumentar el autoconsumo de energía producida en el sitio (evitación de carga por demanda).

A diferencia de las soluciones V1G más maduras, V2X aún no ha alcanzado el despliegue en el mercado, excepto en Japón, donde las soluciones V2H comerciales han estado disponibles desde 2012 como una solución de respaldo en caso de apagón eléctrico.

V2G bidireccional

Con V2G, los vehículos eléctricos podrían equiparse para proporcionar electricidad a la red. El operador de la red eléctrica o del sistema de transmisión puede estar dispuesto a comprar energía a los clientes durante los períodos de máxima demanda, o utilizar la capacidad de la batería del vehículo eléctrico para proporcionar servicios auxiliares, como balanceo y control de frecuencia, incluida la regulación de frecuencia primaria y la reserva secundaria. Por lo tanto, en la mayoría de las aplicaciones se considera que V2G tiene un valor comercial potencial más alto que V2B o V2H. Un CHAdeMO V2G de 6 kW puede costar 10.000 dólares australianos (7.000 dólares estadounidenses).

Eficiencia

La mayoría de los vehículos eléctricos de batería modernos utilizan celdas de iones de litio que pueden lograr una eficiencia de ida y vuelta superior al 90%. La eficiencia de la batería depende de factores como la velocidad de carga, el estado de carga, el estado de salud de la batería y la temperatura.

Sin embargo, la mayoría de las pérdidas se producen en componentes del sistema distintos de la batería. La electrónica de potencia, como los inversores, suele dominar las pérdidas totales. Un estudio encontró una eficiencia general de ida y vuelta para el sistema V2G en el rango de 53% a 62% '. Otro estudio informa una eficiencia de alrededor del 70%. Sin embargo, la eficiencia general depende de varios factores y puede variar ampliamente.

Implementación por país

Un estudio realizado en 2012 por el Laboratorio Nacional de Idaho reveló las siguientes estimaciones y planes futuros para V2G en varios países. Es importante señalar que esto es difícil de cuantificar porque la tecnología aún se encuentra en su etapa incipiente y, por lo tanto, es difícil predecir de manera confiable la adopción de la tecnología en todo el mundo. La siguiente lista no pretende ser exhaustiva, sino más bien dar una idea del alcance del desarrollo y el progreso en estas áreas alrededor del mundo.

Estados Unidos

PJM Interconnection ha previsto el uso de camiones del Servicio Postal de EE. UU. , Autobuses escolares y camiones de basura que no se utilizan durante la noche para la conexión a la red. Esto podría generar millones de dólares porque estas empresas ayudan a almacenar y estabilizar parte de la energía de la red nacional. Se proyectaba que Estados Unidos tendría un millón de vehículos eléctricos en la carretera entre 2015 y 2019. Los estudios indican que será necesario construir 160 nuevas plantas de energía para 2020 para compensar los vehículos eléctricos si la integración con la red no avanza.

En América del Norte, al menos dos importantes fabricantes de autobuses escolares, Blue Bird y Lion, están trabajando para demostrar los beneficios de la electrificación y la tecnología del vehículo a la red. Como los autobuses escolares en los EE. UU. Actualmente usan $ 3.2 mil millones de diesel al año, su electrificación puede ayudar a estabilizar la red eléctrica, disminuir la necesidad de nuevas plantas de energía y reducir la exposición de los niños a los gases de escape que causan cáncer.

En 2017, en la Universidad de California en San Diego, el proveedor de tecnología V2G Nuvve lanzó un programa piloto llamado INVENT, financiado por la Comisión de Energía de California, con la instalación de 50 estaciones de carga bidireccionales V2G alrededor del campus. El programa se expandió en 2018 para incluir una flota de vehículos eléctricos para su servicio de transporte nocturno gratuito, Triton Rides.

En 2018, Nissan lanzó un programa piloto bajo la iniciativa Nissan Energy Share en asociación con la compañía de sistemas de vehículo a red Fermata Energy que busca utilizar tecnología de carga bidireccional para alimentar parcialmente la sede de Nissan North America en Franklin, Tn. En 2020, el sistema de carga bidireccional de vehículos eléctricos de Fermata Energy se convirtió en el primero en obtener la certificación del estándar de seguridad de América del Norte, UL 9741, el estándar para equipos de sistema de carga de vehículos eléctricos bidireccionales (EV).

Japón

Para cumplir con el objetivo de 2030 de que el 10 por ciento de la energía de Japón sea generada por recursos renovables, se requerirá un costo de $ 71.1 mil millones para las actualizaciones de la infraestructura de red existente. Se proyecta que el mercado japonés de infraestructura de carga crecerá de $ 118.6 millones a $ 1.2 mil millones entre 2015 y 2020. A partir de 2012, Nissan planea lanzar al mercado un kit compatible con el LEAF EV que podrá devolver energía a un hogar japonés. Actualmente, se está probando un prototipo en Japón. Los hogares japoneses promedio usan de 10 a 12 KWh / día, y con la capacidad de la batería de 24 KWh del LEAF, este kit podría proporcionar hasta dos días de energía. La producción en mercados adicionales seguirá la capacidad de Nissan para completar adecuadamente las adaptaciones.

En noviembre de 2018 en la ciudad de Toyota, prefectura de Aichi, Toyota Tsusho Corporation y Chubu Electric Power Co., Inc iniciaron demostraciones de carga y descarga con baterías de almacenamiento de vehículos eléctricos y vehículos híbridos enchufables que utilizan tecnología V2G. La demostración examina cómo destacar la capacidad de los sistemas V2G para equilibrar la demanda y el suministro de electricidad y qué impactos tiene V2G en la red eléctrica. Además del uso ordinario de vehículos eléctricos / PHV, como el transporte, el grupo está produciendo nuevos valores de vehículos eléctricos / PHV al proporcionar servicios V2G incluso cuando los vehículos eléctricos / PHV están estacionados. Se han instalado dos estaciones de carga bidireccionales, conectadas a un servidor de agregación V2G administrado por Nuvve Corporation, en un estacionamiento en la ciudad de Toyota, en la prefectura de Aichi, para realizar la prueba de demostración. El grupo tiene como objetivo evaluar la capacidad de los EV / PHV para equilibrar la demanda y el suministro de energía eléctrica mediante la carga de los EV / PHV y el suministro de energía eléctrica a la red desde los EV / PHV.

Dinamarca

Dinamarca es uno de los generadores de energía eólica más grandes del mundo. Inicialmente, el objetivo de Dinamarca es reemplazar el 10% de todos los vehículos con vehículos eléctricos enchufables (PEV), con el objetivo final de un reemplazo completo a seguir. El Proyecto Edison implementa un nuevo conjunto de objetivos que permitirán construir suficientes turbinas para acomodar el 50% de la energía total mientras se usa V2G para evitar impactos negativos en la red. Debido a la imprevisibilidad del viento, el Proyecto Edison planea usar PEV mientras están conectados a la red para almacenar energía eólica adicional que la red no puede manejar. Luego, durante las horas pico de uso de energía, o cuando el viento está en calma, la energía almacenada en estos PEV se retroalimentará a la red. Para ayudar en la aceptación de los vehículos eléctricos, se han aplicado políticas que crean un diferencial de impuestos entre los automóviles de cero emisiones y los automóviles tradicionales. Se espera que el valor de mercado danés de PEV crezca de $ 50 a $ 380 millones entre 2015 y 2020. El progreso del desarrollo de PEV y los avances relacionados con el uso de recursos de energía renovable convertirán a Dinamarca en un líder del mercado con respecto a la innovación de V2G (ZigBee 2010).

Tras el proyecto Edison, se inició el proyecto Nikola, que se centró en demostrar la tecnología V2G en un entorno de laboratorio, ubicado en el Risø Campus (DTU). DTU es socio junto con Nuvve y Nissan. El proyecto Nikola se completó en 2016, sentando las bases para Parker, que utiliza una flota de vehículos eléctricos para demostrar la tecnología en un entorno de la vida real. Este proyecto está asociado con DTU , Insero , Nuvve, Nissan y Frederiksberg Forsyning (DSO danés en Copenhague). Además de demostrar la tecnología, el proyecto también tiene como objetivo despejar el camino para la integración de V2G con otros OEM, así como calcular el caso comercial para varios tipos de V2G, como carga adaptable, protección contra sobrecargas, reducción de picos, respaldo de emergencia y equilibrio de frecuencia. En el proyecto, los socios exploraron las oportunidades comerciales más viables probando y demostrando sistemáticamente los servicios V2G en todas las marcas de automóviles. Aquí, se identificaron las barreras económicas y regulatorias, así como los impactos económicos y técnicos de las aplicaciones en el sistema de energía y los mercados. El proyecto comenzó en agosto de 2016 y finalizó en septiembre de 2018.

Reino Unido

El mercado de V2G en el Reino Unido se verá estimulado por implementaciones agresivas de redes inteligentes y PEV. A partir de enero de 2011, se implementaron programas y estrategias para ayudar en PEV. El Reino Unido ha comenzado a diseñar estrategias para aumentar la velocidad de adopción de los vehículos eléctricos. Esto incluye proporcionar Internet universal de alta velocidad para su uso con medidores de red inteligente, porque la mayoría de los PEV con capacidad V2G no se coordinarán con la red más grande sin él. El "Plan de suministro eléctrico para Londres" establece que para 2015 habrá 500 estaciones de carga en la carretera; 2.000 estaciones todoterreno en aparcamientos; y 22.000 estaciones de propiedad privada instaladas. Las subestaciones de la red local deberán actualizarse para los conductores que no pueden estacionar en su propia propiedad. Para 2020 en el Reino Unido, a todas las casas residenciales se les habrá ofrecido un medidor inteligente, y alrededor de 1,7 millones de vehículos eléctricos deben estar en la carretera. Se proyecta que el valor de mercado de vehículos eléctricos del Reino Unido crezca de $ 0.1 a $ 1.3 mil millones entre 2015 y 2020 (ZigBee 2010).

En 2018, EDF Energy anunció una asociación con una empresa líder en tecnología ecológica, Nuvve, para instalar hasta 1.500 cargadores Vehicle to Grid (V2G) en el Reino Unido. Los cargadores se ofrecerán a los clientes comerciales de EDF Energy y se utilizarán en sus propios sitios para proporcionar hasta 15 MW de capacidad adicional de almacenamiento de energía. Esa es la cantidad equivalente de energía necesaria para alimentar 4.000 hogares. La electricidad almacenada estará disponible para la venta en los mercados de energía o para respaldar la flexibilidad de la red en los momentos de mayor uso de energía. EDF Energy es el mayor proveedor de electricidad para las empresas del Reino Unido y su asociación con Nuvve podría ver el mayor despliegue de cargadores V2G hasta ahora en este país.

En otoño de 2019, un consorcio llamado Vehicle to Grid Britain (V2GB) publicó un informe de investigación sobre el potencial de las tecnologías V2G.

Investigar

Edison

El proyecto Edison de Dinamarca , una abreviatura de "Vehículos eléctricos en un mercado distribuido e integrado utilizando energía sostenible y redes abiertas" fue un proyecto de investigación financiado parcialmente por el estado en la isla de Bornholm en el este de Dinamarca. El consorcio de IBM , Siemens , el desarrollador de hardware y software EURISCO, la compañía energética más grande de Dinamarca Ørsted (antes DONG Energy), la compañía energética regional Østkraft, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Asociación Danesa de Energía, exploraron cómo equilibrar las cargas eléctricas impredecibles generadas. por los numerosos parques eólicos de Dinamarca, que actualmente generan aproximadamente el 20 por ciento de la producción total de electricidad del país, mediante el uso de vehículos eléctricos (EV) y sus acumuladores. El objetivo del proyecto es desarrollar una infraestructura que permita a los vehículos eléctricos comunicarse de manera inteligente con la red para determinar cuándo puede tener lugar la carga y, en última instancia, la descarga. En el proyecto se utilizará al menos un Toyota Scion reconstruido con capacidad para V2G . El proyecto es clave en las ambiciones de Dinamarca de expandir su generación de energía eólica al 50% para 2020. Según una fuente del periódico británico The Guardian, "nunca se había intentado a esta escala" anteriormente. El proyecto concluyó en 2013.

E.ON y gridX

En 2020, la empresa de servicios públicos E.ON desarrolló una solución Vehicle-to-Home junto con gridX. Las dos empresas implementaron su solución en un hogar privado para probar la interacción de un sistema fotovoltaico, un almacenamiento de batería y una estación de carga bidireccional. La casa está equipada con tres unidades de almacenamiento de baterías con una capacidad combinada de 27 kWh, un cargador de CC y un sistema fotovoltaico de 5,6 kWp. En la configuración se utilizó un Nissan Leaf con una capacidad de batería de 40 kWh.

El proyecto tiene como objetivo demostrar que las soluciones de carga bidireccional pueden aumentar el uso de energías renovables en la movilidad y reducir los costes sin comprometer la comodidad del usuario.

Instituto de Investigaciones del Suroeste

En 2014, Southwest Research Institute (SwRI) desarrolló el primer sistema de agregación de vehículo a red calificado por el Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT). El sistema permite a los propietarios de flotas de camiones de reparto eléctricos ganar dinero ayudando a gestionar la frecuencia de la red. Cuando la frecuencia de la red eléctrica cae por debajo de 60 Hertz, el sistema suspende la carga del vehículo, lo que elimina la carga de la red, lo que permite que la frecuencia suba a un nivel normal. El sistema es el primero de su tipo porque funciona de forma autónoma.

El sistema se desarrolló originalmente como parte del programa Fase II de demostración de infraestructura de energía inteligente para la confiabilidad y seguridad de la energía (SPIDERS), dirigido por Burns y McDonnell Engineering Company, Inc. Los objetivos del programa SPIDERS son aumentar la seguridad energética en caso de pérdida de energía debido a una interrupción física o cibernética, proporcione energía de emergencia y administre la red de manera más eficiente. En noviembre de 2012, SwRI recibió un contrato de $ 7 millones del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Para demostrar la integración de tecnologías de vehículo a red como fuente de energía de emergencia en Fort Carson , Colorado. En 2013, los investigadores de SwRI probaron cinco estaciones de carga rápida de CC en el puesto del ejército. El sistema pasó las pruebas de integración y aceptación en agosto de 2013.

Universidad Tecnológica de Delft

El profesor Dr. Ad van Wijk, Vincent Oldenbroek y la Dra. Carla Robledo, investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft , realizaron en 2016 una investigación sobre la tecnología V2G con FCEV de hidrógeno . Se realizan tanto trabajos experimentales con V2G FCEV como estudios de escenarios tecnoeconómicos para sistemas integrados de transporte y energía 100% renovables, utilizando únicamente hidrógeno y electricidad como portadores de energía. Modificaron un Hyundai ix35 FCEV junto con Hyundai R&D para que pueda entregar hasta 10 kW de potencia CC mientras mantiene el permiso de acceso a la carretera. Desarrollaron junto con la empresa Accenda bv una unidad V2G que convierte la potencia CC del FCEV en potencia CA trifásica y la inyecta en la red eléctrica nacional holandesa. El Future Energy Systems Group también realizó recientemente pruebas con sus V2G FCEV para determinar si podía ofrecer reservas de frecuencia. Sobre la base del resultado positivo de las pruebas, se publicó una tesis de maestría que analiza la evaluación de la viabilidad técnica y económica de un aparcamiento basado en hidrógeno y FCEV como central eléctrica que ofrece reservas de frecuencia.

Universidad de Delaware

Willett Kempton , Suresh Advani y Ajay Prasad son los investigadores de la Universidad de Delaware que actualmente están realizando investigaciones sobre la tecnología V2G, y el Dr. Kempton es el líder del proyecto. El Dr. Kempton ha publicado varios artículos sobre la tecnología y el concepto, muchos de los cuales se pueden encontrar en la página del proyecto V2G. El grupo está involucrado en la investigación de la tecnología en sí, así como de su rendimiento cuando se utiliza en la red. Además de la investigación técnica, el equipo ha trabajado con la Dra. Meryl Gardner, profesora de marketing en la Facultad de Negocios y Economía Alfred Lerner de la Universidad de Delaware, para desarrollar estrategias de marketing para la adopción de flotas corporativas y de consumidores. Un automóvil Toyota Scion xB 2006 se modificó para probarlo en 2007.

En 2010, Kempton y Gregory Poilasne cofundaron Nuvve, una empresa de soluciones V2G. La compañía ha formado una serie de asociaciones industriales e implementado proyectos piloto V2G en cinco continentes en todo el mundo.

Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

En el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , el Dr. Samveg Saxena se desempeña actualmente como líder del proyecto para Vehicle-to-Grid Simulator (V2G-Sim). V2G-Sim es una herramienta de plataforma de simulación utilizada para modelar el comportamiento de carga y conducción espacial y temporal de vehículos eléctricos enchufables individuales en la red eléctrica. Sus modelos se utilizan para investigar los desafíos y oportunidades de los servicios V2G, como la modulación del tiempo de carga y la tasa de carga para la respuesta a la demanda máxima y la regulación de la frecuencia de la red eléctrica . V2G-Sim también se ha utilizado para investigar el potencial de los vehículos eléctricos enchufables para la integración de energías renovables. Los hallazgos preliminares utilizando V2G-Sim han demostrado que el servicio V2G controlado puede proporcionar servicios de reducción de picos y llenado de valles para equilibrar la carga eléctrica diaria y mitigar la curva de pato . Por el contrario, se demostró que la carga incontrolada de vehículos exacerbaba la curva de pato. El estudio también encontró que incluso con una disminución del 20 por ciento en la capacidad, las baterías de los vehículos eléctricos aún satisfacían las necesidades del 85 por ciento de los conductores.

En otra iniciativa de investigación en Lawrence Berkeley Lab que utiliza V2G-Sim, se demostró que los servicios V2G tienen impactos menores en la degradación de la batería de los vehículos eléctricos en comparación con las pérdidas por ciclismo y el envejecimiento del calendario. En este estudio, se modelaron tres vehículos eléctricos con diferentes itinerarios de conducción diarios en un horizonte temporal de diez años, con y sin servicios V2G. Suponiendo un servicio V2G diario de 7 p.m. a 9 p.m. a una tasa de carga de 1.440 kW, las pérdidas de capacidad de los vehículos eléctricos debido a V2G durante diez años fueron del 2,68%, 2,66% y 2,62%.

Nissan y Enel

En mayo de 2016, Nissan y la compañía eléctrica Enel anunciaron un proyecto colaborativo de prueba de V2G en el Reino Unido, el primero de este tipo en el país. La prueba comprende 100 unidades de carga V2G para ser utilizadas por los usuarios de camionetas eléctricas Nissan Leaf y e-NV200. El proyecto afirma que los propietarios de vehículos eléctricos podrán vender la energía almacenada a la red con una ganancia.

Un proyecto de V2G notable en los Estados Unidos se encuentra en la Universidad de Delaware , donde un equipo de V2G encabezado por el Dr. Willett Kempton ha estado llevando a cabo una investigación en curso. Se llevó a cabo una implementación operativa temprana en Europa a través del proyecto MeRegioMobil financiado por el gobierno alemán en el "KIT Smart Energy Home" del Instituto de Tecnología de Karlsruhe en cooperación con Opel como socio de vehículos y empresa de servicios públicos EnBW que proporciona experiencia en redes. Sus objetivos son educar al público sobre los beneficios ambientales y económicos de V2G y mejorar el mercado de productos. Otros investigadores son Pacific Gas and Electric Company , Xcel Energy , el Laboratorio Nacional de Energía Renovable y, en el Reino Unido , la Universidad de Warwick .

Universidad de Warwick

WMG y Jaguar Land Rover colaboraron con el grupo de Energía y Sistemas Eléctricos de la universidad. El Dr. Kotub Uddin analizó baterías de iones de litio de vehículos eléctricos disponibles comercialmente durante un período de dos años. Creó un modelo de degradación de la batería y descubrió que algunos patrones de almacenamiento del vehículo a la red podían aumentar significativamente la longevidad de la batería del vehículo en comparación con las estrategias de carga convencionales, al tiempo que permitían conducirlos de manera normal.

Inconvenientes

Dado que el vehículo a la red utiliza vehículos eléctricos de batería, el vehículo en sí está sujeto a las mismas desventajas que tienen los vehículos eléctricos de batería . Sin embargo, es importante distinguir entre las variantes de vehículos, así como su uso. Por ejemplo, si se utilizan vehículos de pasajeros privados (eléctricos), esos vehículos de pasajeros pueden aumentar la congestión del tráfico y otras desventajas ambientales en comparación con el ciclismo o cuando se usan vehículos de uso compartido de automóviles (eléctricos) , o cuando el vehículo se usa para compartir automóviles, ... Sin embargo, cuanto más eficaz sea el uso del vehículo eléctrico (presente en la carretera para transportar personas y carga), menor será la disponibilidad de la batería para su uso en la red (ya que el vehículo debe estar estacionado y enchufado a la red). Por lo tanto, si el vehículo se usa efectivamente y a menudo está presente en la carretera, se pueden anticipar pocas capacidades de almacenamiento de energía de la red. Dicho esto, siempre es útil que los propietarios de automóviles eléctricos también tengan capacidad de vehículo a red y la utilicen cuando el automóvil no esté en uso.

Las formas más confiables de almacenamiento de energía de la red incluyen la batería doméstica , que está constantemente conectada a la red y que también puede ser de un tipo de batería diferente (es decir , baterías de ciclo profundo de plomo-ácido , etc.), en comparación con los tipos de batería utilizados en Vehículos eléctricos de batería (es decir, iones de litio). Se requiere que las baterías del vehículo sean capaces de entregar una alta tasa de descarga (para alimentar el motor eléctrico exigente, manteniendo el tamaño de la batería pequeño) y que sean livianas, para aumentar el alcance / eficiencia del vehículo. Las altas tasas de descarga someten a la batería a una mayor acumulación de calor y pueden reducir su vida útil. Las baterías domésticas, sin embargo, no tienen estos requisitos y, por lo tanto, pueden ser de diferentes tipos (que pueden ser más grandes o no, tener una vida útil más larga, costo de compra, facilidad de reciclaje, etc.). También existen otras formas de almacenamiento de energía de la red (sin usar ninguna batería), y pueden o no tener una vida útil mucho mayor que las baterías.

Cuanto más se usa una batería, antes es necesario reemplazarla. El costo de reemplazo es aproximadamente 1/3 del costo del automóvil eléctrico. A lo largo de su vida útil, las baterías se degradan progresivamente con menor capacidad, ciclo de vida y seguridad debido a cambios químicos en los electrodos. La pérdida / desvanecimiento de la capacidad se expresa como un porcentaje de la capacidad inicial después de varios ciclos (por ejemplo, 30% de pérdida después de 1000 ciclos). La pérdida de ciclo se debe al uso y depende tanto del estado máximo de carga como de la profundidad de descarga. JB Straubel , director de tecnología de Tesla Inc. , descuenta V2G porque el desgaste de la batería supera el beneficio económico. También prefiere el reciclaje a la reutilización para la red una vez que las baterías han llegado al final de su vida útil. Un estudio de 2017 encontró una capacidad decreciente, y un estudio de vehículos eléctricos híbridos de 2012 encontró un beneficio menor.

También existe cierto escepticismo entre los expertos sobre la viabilidad de V2G y varios estudios han cuestionado la lógica económica del concepto. Por ejemplo, un estudio de 2015 encontró que los análisis económicos favorables a V2G no incluyen muchos de los costos menos obvios asociados con su implementación. Cuando se incluyen estos costos menos obvios, el estudio encuentra que V2G representa una solución económicamente ineficiente.

Otra crítica común está relacionada con la eficiencia general del proceso. Cargar un sistema de batería y devolver esa energía de la batería a la red, lo que incluye "invertir" la energía de CC de nuevo a CA, inevitablemente incurre en algunas pérdidas. Esto debe tenerse en cuenta contra los posibles ahorros de costos, junto con el aumento de las emisiones si la fuente de energía original es fósil. Este ciclo de eficiencia energética puede compararse con la eficiencia del 70% al 80% de la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo a gran escala , que sin embargo está limitada por la geografía, los recursos hídricos y el medio ambiente.

Además, para que V2G funcione, debe ser a gran escala. Las compañías eléctricas deben estar dispuestas a adoptar la tecnología para permitir que los vehículos devuelvan energía a la red eléctrica. Con los vehículos devolviendo energía a la red, los "medidores inteligentes" antes mencionados deberían estar en su lugar para medir la cantidad de energía que se transfiere a la red.

Vehículos

Hay varios vehículos eléctricos que han sido especialmente modificados o diseñados para ser compatibles con V2G. El Hyundai ix35 FCEV de la Universidad Tecnológica de Delft se modifica con una salida de 10 kW DC V2G. Dos vehículos que tienen una capacidad V2G teórica incluyen el Nissan Leaf y el Nissan e-NV200 .

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos