希望电动汽车可以在网格上发挥关键作用

电动汽车有朝一日会成为可充电电池网络的一部分,帮助解决风能和太阳能的间歇性问题吗?许多专家认为是这样的,他们指出欧洲和美国的一些项目展示了汽车到电网技术的前景。

美国目前已安装的风能超过3.5万兆瓦,足以为近1000万户家庭提供电力。紧随这场可再生能源革命的是另一项绿色技术:到明年,数以万计的日产leaf、雪佛兰volt和其他电动汽车将开始在装配线上下线。

发电和运输部门可能看起来像两个完全不同的拼图,但实际上它们可能最终密切相关。连接汽车电网概念的形式,在一个大型电动汽车(EV)舰队——本质上是一组充电电池,大部分时间都坐在车道和车库,可以用来存储多余当需求低,饲料需求高时电网来的。公用事业公司和电力批发商将向提供电力的电动汽车车主支付费用。

车辆到电网(V2G)并不是一个新想法。事实上,它已经在环保和绿色科技圈流传了至少十年。但它总是给人一种难以摆脱的乌托邦式技术的印象。然而,如今V2G——以及基于智能定时充电的更简单方案——正慢慢成为现实,与全球推动可再生能源的协同作用悄然演变。

利用电动汽车作为存储电力的网络,可以成为经济脱碳的一个重要工具。

风能和太阳能的主要缺点一直是它们的间歇性:到目前为止,不仅仅是一个cliché说风不总是吹,太阳不总是照耀。在某种程度上,这种说法是似是而非的:现有的电力供应也因数量的不同而存在巨大差异,需要灵活的发电机,如天然气发电厂来平衡这些问题。这叫做频率调节。

这些发电机只能处理如此多的变化,但是,Willett Kempton表示,Lirelett Kempton说道无碳电力集成中心在特拉华大学和V2G概念的一个先驱之一。“而且,我们宁愿不使用这些发电机。当您获得40%的人时,从可再生能源的50%的一代时,您需要某种存储,这是一种在系统上存储存储的方式。“

该存储器采用当今大多数EVS的锂离子电池组的形式。然而,对于V2G来说,汽车需要能够与运行电网的系统运营商进行通信 - 这可以通过简单的互联网连接来实现,可以内置在汽车的插头中。该通信链路和电力转换器使电力流入和电池中的电力流动将允许超速电网从一组汽车汲取电力,然后在有足够的电力时向它们充电。如果可再生能源提供了一个相当大量的国家电力需求,使用EVS作为用于储存电力的漫反射网络 - 然后将其送回网格上的需求 - 可能是脱碳经济脱碳的重要工具。

越来越环保的丹麦在汽车到电网技术方面处于领先地位。

V2G技术开始在一些国家出现。包括日产(Nissan)和三菱(Mitsubishi)在内的日本汽车制造商,计划在2015年前后开始生产能搭载v2g的汽车。从瑞典到意大利,欧洲也在进行小规模的试点项目,以测试这一想法。

然而,越来越环保的丹麦在采用V2G方面处于领先地位。风力发电已经占到中国电力供应的20%左右,其他计划中的风力发电场将把这一比例提高到2012年底的27%,到2025年超过50%。有时,当风力最强时,整个国家的电力需求已经被风力涡轮机满足,甚至超过。但如果没有办法储存这些多余的能量,这些能量基本上就会丢失。

那么大量的电动汽车真的能帮助解决风力的巨大变化吗?根据克劳斯·埃克曼的研究RisÃ英国国家可持续能源实验室在丹麦腓特烈斯堡维耶,在某种程度上是可以的。埃克曼最近发表了论文在《再生能源该模型模拟了电动汽车应对日益增长的风力发电的能力。他发现,在一个涉及50万辆汽车和80亿瓦风力发电的场景中,各种策略可以将过剩或损失的风力发电减少多达800兆瓦——足以供20多万户家庭使用。埃克曼称这对电网的影响“显著但不显著”。涉及250万辆汽车和更多风力发电的情况显示出更大的影响。

埃克曼说:“限制在于电动汽车能吸收的总功率。360年耶鲁大学环境。“风力发电的峰值将太高,电动汽车无法完全吸收它们。”

使用汽车电池的优势是不可否认的,消费者无论如何都在购买。

即使大型电动汽车车队无法完全应对丹麦这样的国家50%的风力发电普及率,到本世纪中叶,丹麦将不再使用化石燃料,但这显然会产生影响。丹麦已经超越了这个理论,推出了一个叫做V2G的项目爱迪生在博恩霍尔姆的小岛上跑步。目标是使用EVS的存储能力,使岛上的风力发电能力高达总需求的50%。因为V2G将减少从传统来源产生权力的需要,研究人员估计岛上的电力价格可以下降50%或更多。虽然岛屿只有40,000人,但该项目最终可能被用作丹麦和其他地方的较大系统的概念验证。

在美国,商业化规模的V2G项目还很遥远,但20%的可再生能源渗透率也是如此。(美国目前在2%左右徘徊。)尽管如此,还是取得了一些进展。在将近一年的时间里,特拉华大学有几辆改装过的汽车一直向电网提供电力,并因此得到报酬。

负责特拉华州V2G试点项目的肯普顿指出,使用V2G存储,而不是使用大量集中的电池,可以消除对额外高压基础设施的需求,而且消费者无论如何都会购买汽车电池,使用这种电池带来的经济效益是不可否认的。

特拉华州车辆到网格
凯西·阿特金森/特拉华大学
特拉华大学开发了几辆V2G车辆,可以向电网提供电力。

“也许每年一次,你的电池里就不会有足够的力量来驾驶你想开车的地方,你必须在你去某个地方等待半小时,”Kemplon说。“在Exchange中,您将获得这些付款,您将帮助您在系统上带来更多可再生能源。这是交易。“

特拉华州的这个项目目前只涉及不到10辆汽车,每辆车每天从反馈到电网的电力中赚取大约6美元。价格将取决于天然气成本等外部因素,因此随着化石燃料价格在未来上涨,插电式电动汽车可能会为车主带来更多收入。在这一点上,人们普遍担心V2G可能会给汽车电池带来太多负担,大幅缩短电池寿命,但这并没有被证明是一个问题。

政策制定者也在船上。特拉华州现在的特色一项史无前例的法律要求公用事业公司回购电动汽车可以提供给电网的电力加州最近通过的一项能源储存法案可能为未来的V2G打开大门。美国联邦能源监管委员会(FERC)负责管理州际电力销售和运行,其主席乔恩·韦林霍夫(Jon Wellinghoff)也表示了支持。

不过,汽车上进一步硬件的需求可能会给大规模V2G集成带来经济上的挑战。一辆标准的电动汽车可以充电,但缺乏必要的设备将其重新充电。保罗Denholm他是美国国家可再生能源实验室的高级分析师战略能源分析中心他说,这个问题还远远没有解决。

通过智能充电,汽车可以在需求低或有风的时候充电。

Denholm表示:“我的印象是,汽车(制造商)对V2G并不是特别感兴趣,因为这不是一项核心汽车技术。”“这将是一大笔额外成本,而且他们是在卖汽车,而不是电网服务。”

现在,进入市场的电源 - 包括Volt,Leaf和Tesla的跑车 - 没有配备V2G,但Kempton表示他正在与制造商合作,希望很快看到这种改变。他猜测,在五年内,将生产成千上万的V2G准备赛车,并在10年内“它将是车队的主要组成部分”。

在完整的V2G采用之前,逻辑中间步骤,大多数似乎都同意,是使用管理或智能充电实践的EVS。通过智能充电,汽车不必将任何电源送回电网。相反,当需求较低或风吹最强时,它会在某些时候充电。这两种常常在早上发生,比如说,在上午1点和4点之间。

丹霍尔姆说:“人们下午5点或6点到家时,电网对空调等设备的需求通常达到峰值,所以在人们到家后立即充电是一个非常糟糕的主意。”“如果你说的是数千辆或数百万辆汽车,某种受控充电方案将是绝对必要的。”

在这种情况下,该技术并不难以进入,智能电表已经部署了全国范围内的软件,可以随时控制汽车的充电。Denholm说,在最简单的级别,只是一个基本的计时器可以做到这招。在EKMAN的丹麦学习中,他建模的最佳方案与智能充电实践建模,以最大限度地提高风电集成的益处。

但是,即使管理费用,我们也可能是从EVS中发挥重要作用的岁月,这在可再生能源的增长中起着重要作用。

舰队车辆喜欢美国邮政服务的车辆可能会使以车辆到网格开始的好地方。

丹霍尔姆说:“谈论插电式混合动力车没什么问题,但要看到路上有足够多的汽车对电网产生影响,还需要一段时间。”“今年和明年他们打算卖多少伏,多少leaf ?”我们有时间来解决这一切。”

雪佛兰(Chevrolet)和日产(Nissan)的电动汽车在几年内都不会达到大规模生产的水平,也不会达到肯普顿(Kempton)等人预想的那种对电网产生影响的程度。然而,奥巴马总统已经设定了一个目标,即到2015年,即去年,在路上行驶100万辆电动汽车和插电式混合动力车政府拿出了24亿美元的刺激资金支持这个目标。

如果慢慢地建造一个散落的住宅车舰队,就不会有利于群众采用V2G和管理充电,还有其他可能性。Ken Huber, the senior technology and education principal at regional transmission organization PJM Interconnection — they’re the ones paying that $6 per day to the University of Delaware cars — says fleet vehicles like those of the U.S. Postal Service might make a very attractive place to start with V2G.

他说:“它们把车停在同一个地方,它们经常走自己的路线,它们知道自己需要的距离和充电量,而且它们通常会在我们需要的时候,也就是12个非高峰时段出现。”通常整个夏天都待在停车场的校车车队提供了另一个机会。

这种车队可以立即填补需要。据Huber称,PJM互连 - 在13个州和哥伦比亚地区大约18%的人口中提供电力,目前只有大约三个千兆瓦的风电量为144千兆瓦的峰值容量。即使是现在,凌晨有一段时间,当电力的价格实际上是负面的:有太多的产生而不是足够的需求,表明需要蓄电。

Huber说,如果按照计划,PJM系统的风力发电最终从目前的30亿瓦提高到近500亿瓦,如果该地区的电动汽车在未来5年内达到100万瓦大规模V2G技术的目标将在为大西洋中部、中西部和南部各州5100万人口提供电力的市场上成为现实。