Ford F-150 Lightning może zasilać energią cały dom
Fot. Ford
A kumulatory pojazdów elektrycznych mogą potencjalnie oddawać energię do sieci lub na potrzeby zasilania innych urządzeń. Dzięki specjalnym interfejsom stają się więc mobilnymi magazynami energii.
Żeby z nich korzystać, potrzebne są m.in. inteligentne stacje transformatorowe (SPS). Rozwiązanie, które pomaga integrować SPS-y z pojazdami elektrycznymi i efektywnie zarządzać skumulowaną w nich energią, opracowali polscy inżynierowie z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Tele- i Radiotechnicznego.
Posiadacz auta elektrycznego może być prosumentem
– Właściciel samochodu elektrycznego może być prosumentem, z tym że musi kupić odpowiednie auto. Mówimy tu o samochodzie elektrycznym, który pozwala się naładować i rozładować, czyli ma możliwość pobrać energię z sieci i ją zdać do sieci. Tych samochodów ogólnie jest dosyć mało, występują jako egzemplarze pilotażowe, a nie dostępne dla przysłowiowego Kowalskiego – mówi agencji Newseria Biznes Jakub Chudorliński, starszy specjalista w Departamencie Komercjalizacji i Marketingu w Łukasiewicz – Instytucie Tele- i Radiotechnicznym.
W takie rozwiązania inwestują głównie firmy, które posiadają większe floty pojazdów elektronicznych. Przykładowo producent autobusów Solaris zapowiedział, że na terenie fabryki w podpoznańskim Bolechowie wybuduje Solaris Charging Park. Ma to być jedna z najnowocześniejszych stacji ładowania samochodów w Europie, wykorzystująca między innymi technologię vehicle-to-grid (V2G), czyli możliwość oddawania do sieci energii z ogniw zainstalowanych w pojazdach. W ten sposób autobus stawałby się mobilnym magazynem energii. Pełną operacyjność stacja ma osiągnąć pod koniec pierwszego półrocza 2022 roku.
– Jeśli producent samochodu udostępni taką możliwość, w momencie podłączenia pojazdu do odpowiedniej ładowarki staje się on mobilnym magazynem energii. Na co dzień korzystamy z niego zgodnie z podstawowym przeznaczeniem, a gdy potrzebujemy skorzystać z magazynu energii, trzeba go uprzednio naładować i rozładować w momencie, kiedy potrzebujemy tę energię odzyskać – wyjaśnia Jakub Chudorliński.
Jakub Chudorliński: – Właściciel samochodu elektrycznego może być prosumentem, z tym że musi kupić odpowiednie auto
Fot. Newseria
Wirtualne elektrownie
Mobilne magazyny energii są jednym z najważniejszych elementów składających się na wirtualne elektrownie, czyli systemy zapobiegające blackoutom energetycznym. Wirtualne elektrownie pozwalają łączyć rozproszone instalacje OZE w bilansujący się system. Tego typu rozwiązania są rozwijane na największą skalę w Australii. Tesla, producent aut elektrycznych, włączył się tam w pilotażowy projekt, w ramach którego w wirtualną elektrownię połączyło się tysiąc gospodarstw domowych wyposażonych w instalacje OZE i magazyny energii, również mobilne.
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny wspiera tego typu rozwiązania w Polsce, dostarczając sterowniki zarządzające inteligentnymi stacjami transformatorowymi. Tak zwane SPS-y są centrum sieci smart grid. Sterownik pełni funkcję integratora zbierającego informacje ze wszystkich urządzeń stacyjnych, składających się na SPS: magazynów energii, przyłączy do źródeł OZE oraz ładowarek pojazdów elektrycznych. Następnie przekazuje zebrane informacje do systemu operatora, umożliwiając mu podgląd i sterowanie.
– Oferujemy klientom systemy, które pozwalają na nadzór nad stacjami ładowania czy nad obsługą mobilnych lub stacjonarnych magazynów energii. W przypadku floty samochodów elektrycznych system nadzoru pozwoli zaplanować wykorzystanie tych aut. Przykładowo wiemy, że potrzebujemy w tym momencie 20 z 50 aut, więc pozostałe 30 może pełnić funkcję magazynów energii – mówi ekspert Łukasiewicz–ITR.
Z rozwiązania dostarczanego przez Łukasiewicz–ITR korzysta Innogy Stoen Operator. W 2019 roku operator jako pierwszy w Polsce uruchomił projekt badawczy poświęcony technologii V2G. Inteligentne stacje transformatorowe, dostarczane przez ZPUE Włoszczowa, pozwalają na pozyskanie energii elektrycznej z pojazdów i przekazanie jej do sieci dystrybucyjnej.
– Pozwalamy też integrować różnego typu urządzenia, takie jak farmy fotowoltaiczne. Mamy całe systemy, które pracują na zasadzie integratora urządzeń. Pobieramy dane z różnych urządzeń typu falowniki, zabezpieczenia, wszystko, co jest w ramach stacji fotowoltaicznej czy stacji magazynowania energii, i przekazujemy to do punktu obsługi operatora sieci dystrybucyjnej – wymienia Jakub Chudorliński.
System integracji urządzeń SPS z pojazdami, opracowany przez Łukasiewicz–ITR, opiera się na protokole wymiany danych Modbus, który jest wspólny dla urządzeń przemysłowych, motoryzacji i systemu inteligentnych domów.
– Nasz projekt jest na etapie pilotażowym. Na obecną chwilę wdrożyliśmy kilka tego typu obiektów, które pracują, zbieramy dane, żeby zamknąć to w formie finalnego produktu. Jeżeli chodzi o branże, w których to może zaowocować, to są to m.in. energetyka konwencjonalna, odnawialna oraz branża samochodów elektrycznych oraz integracja tych branż – podkreśla ekspert.
Perspektywiczna branża
Według analityków Industry Research światowy rynek technologii V2G wypracuje do 2027 roku przychody sięgające niemal 858 mln dol. Dla porównania w 2020 roku było to zaledwie 21 mln dol.
Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza kompletne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: zdrowie, inteligentna mobilność, transformacja cyfrowa oraz zrównoważona gospodarka i czysta energia.
Ford już tak potrafi
Amerykański pick-up Ford F-150 Lightning dokładnie ilustruje opisaną ideę. Posiada możliwość zasilania energią całego domu. Nowy F-150 Lightning zjedzie z linii montażowej w 2022 roku. Wraz z nowym modelem samochodu debiutuje Ford Intelligent Backup Power, zamieniający samochód w źródło energii dla gospodarstwa domowego. Dzięki zdolności do odprowadzania 9,6 kW mocy, inteligentny system zasilania awaryjnego Forda, jest w stanie utrzymać włączone światła podczas awarii energetycznej w domu, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo, zasilając choćby urządzenia AGD, systemy zabezpieczające i nie tylko.
Dzięki inteligentnemu zasilaniu awaryjnemu Forda, włączanemu przez 80-amperową stację ładującą Ford Charge Pro i system zarządzania domem, F-150 Lightning automatycznie włącza się, aby zaopatrywać dom w energię np. podczas awarii prądu. Po przywróceniu zasilania system automatycznie wraca do ładowania akumulatora w aucie. Opierając się na średnim zużyciu 30 kWh dziennie, F-150 Lightning z akumulatorem o zwiększonym zasięgu zapewnia pełne zasilanie w domu do trzech dni lub nawet do 10 dni, jeśli moc jest odpowiednio racjonowana.
W przyszłości Ford wprowadzi system Ford Intelligent Power, który może wykorzystywać ciężarówkę do zasilania domów w godzinach szczytu, które charakteryzują się wysokimi kosztami, jednocześnie korzystając z niskich stawek nocnych, aby naładować pojazd na czas przed poranną jazdą. Może to pomóc zaoszczędzić pieniądze na energii elektrycznej, która zasila pojazd i dom, a jednocześnie odciążyć sieć w godzinach szczytu.
