Az elektromos autó akkumulátora nemcsak arra jó, hogy elvigyen A-ból B-be: vissza is tudja adni a benne tárolt energiát a háznak, egy irodaépületnek vagy akár a teljes villamosenergia-hálózatnak. Ez eddig is ismert volt, de most már gyakorlati eredmények is igazolják. Négy év után lezárult az Európai Unió EV4EU nevű kutatási projektje, amely Portugáliában, Szlovéniában, Görögországban és Dániában valós épületekben, parkolókban és töltőhelyeken tesztelte a kétirányú töltést. A program végére elkészült egy működő, a széles körben elterjedt CCS-szabványra épülő kétirányú töltő-prototípus, a portugál háztartásokban pedig mérhetően csökkent a töltés költsége.
Kilencmillió euró, 22 partner és egy nagy kérdés
Az EV4EU célja olyan megoldások kidolgozása és tesztelése volt, amelyekkel az elektromos járművek az energiarendszer rugalmasan bevethető erőforrásaivá válhatnak, nem csupán fogyasztóként terhelik a hálózatot. Ennek technikai alapja a kétirányú töltés, vagyis hogy az áram nemcsak a töltőből az autóba, hanem visszafelé is folyhat. A program megközelítőleg 9 millió eurós uniós támogatásból valósult meg, koordinátora a portugál INESC-ID kutatóintézet volt. A munkában 16 projektpartner és további hat társult partner vett részt.
V2G, V2H, V2B, V2L – mit takarnak a betűszavak?
A fejlesztések középpontjában a Vehicle-to-Everything (V2X) koncepció állt. Ez gyűjtőfogalom azokra a technológiákra, amelyekkel az autó akkumulátorában tárolt energia más rendszerekbe is visszatáplálható vagy azokkal megosztható. Közülük a legismertebb a Vehicle-to-Grid (V2G), vagyis az autó és a közcélú hálózat közötti kétirányú energiaáramlás. Ilyenkor a villanyautó a hálózatba táplálja vissza a tárolt energiát, ami segíthet letörni a fogyasztási csúcsokat, és lehetővé teszi, hogy a napos-szeles időszakok megújuló többletenergiáját később használják fel.
A Vehicle-to-Home (V2H) ezzel szemben azt jelenti, hogy az autó egy családi házat lát el árammal. Ez különösen akkor hasznos, amikor a tetőn lévő napelemes rendszer éppen nem termel eleget, például este vagy borús napokon. A Vehicle-to-Building (V2B) hasonló elven működik, de kereskedelmi és középületek energiaellátására szolgál. A Vehicle-to-Load (V2L) funkcióval közvetlenül az autó akkumulátoráról lehet elektromos eszközöket működtetni, a szerszámoktól a kempingfelszerelésig. Fontos különbség, hogy a V2L bár szintén energiaátadás, önmagában nem járul hozzá automatikusan a hálózat stabilitásához, hiszen nem a hálózattal, hanem egy-egy fogyasztóval kommunikál.
Kétirányú töltés CCS-csatlakozón és nyílt forráskódú szoftverrel
A projekt egyik legfontosabb műszaki eredménye egy teljesen működőképes, CCS-szabványon (Combined Charging System) alapuló, kétirányú egyenáramú töltő-prototípus, amelyet sikeresen tesztelni is tudtak. Ennek a jelentősége könnyen alábecsülhető, pedig ez lehet a technológia tömeges elterjedésének egyik alapfeltétele. Az energia ugyanis egy olyan egyenáramú csatlakozón keresztül áramolhat vissza, amely Európában már ma is általánosan elterjedt, így nincs szükség külön csatlakozószabványra. Eddig a kétirányú töltés egyik fő akadálya éppen az volt, hogy a gyakorlatban működő megoldások jelentős része más csatlakozóra épült.
A résztvevők emellett ingyenesen hozzáférhető, nyílt forráskódú szoftveres eszközöket is kidolgoztak a töltőpont-üzemeltetőknek. Ezekkel szabványos kommunikációs megoldásokon keresztül kezelhetik az intelligens és a kétirányú töltési folyamatokat. Ez azért lényeges, mert a kétirányú töltés nem pusztán hardverkérdés: a töltőnek, az autónak és a hálózat üzemeltetőjének folyamatosan „beszélnie” kell egymással, hogy mikor, mennyi energia, melyik irányba mozogjon.
A fejlesztések másik meghatározó területe az autók akkumulátoraiban rendelkezésre álló energiatartalékok összehangolt vezérlése volt. Az EV4EU azt is vizsgálta, hogyan lehet különböző rugalmas energiaforrásokat egy virtuális erőműbe integrálni, majd ezek működését úgy optimalizálni, hogy az energiapiacokon is részt vehessenek. Hugo Morais, a projekt koordinátora szerint ez a megközelítés növelheti a bevételeket, miközben a felhasználóknak is közvetlen előnyöket biztosít. A rendszer hatékony működéséhez ugyanakkor elengedhetetlen, hogy az autók a szükséges időpontokban csatlakozzanak a töltőhálózathoz, tulajdonosaik pedig elegendő mozgásteret adjanak az akkumulátorok töltésére és kisütésére.
Négy ország, négy különböző kísérlet
A projektpartnerek Portugáliában, Szlovéniában, Görögországban és Dániában tesztelték a kidolgozott technológiákat és működési modelleket, mindenhol más hangsúllyal. Portugáliában lakóépületekbe és közintézményekbe integráltak egyirányú és kétirányú töltőpontokat. Itt születtek a legkézzelfoghatóbb eredmények: a magánháztartások átlagos töltési költsége 8,6 százalékkal csökkent, a megújuló energiaforrások integrációja pedig akár 21,9 százalékkal is növekedhetett.
Ha egy háztartás évente 200 000 forintot költ otthoni töltésre, a 8,6 százalékos megtakarítás nagyjából 17 200 forintot jelentene évente. Ez önmagában nem világrengető összeg, de a megtakarítás itt olyan infrastruktúrából származik, amely amúgy is ott áll a garázsban, és a nagyobb rendszerszintű haszon, vagyis a több hasznosított megújuló energia, nem is ebben a számban jelenik meg.
Szlovéniában a virtuális erőművekre és a helyi energiapiaci platformokra koncentráltak, irodaházakban és iskolaépületekben végzett tesztekkel. A vizsgálatok megerősítették, hogy a V2X-technológia további előnyöket kínál a hagyományos intelligens töltéshez képest, amely csak az energiafelvétel időzítését szabályozza, visszatáplálni viszont nem tud. Görögországban, Athénban rugalmas kapacitásszerződéseket és dinamikus árjelzéseket teszteltek, hogy mérsékeljék a nyilvános töltőhelyeken jelentkező hálózati túlterhelést és a kiugró teljesítményigényeket. Dániában pedig parkolókban működő töltőcsoportok összehangolt irányítását vizsgálták: a vezérlőalgoritmusok a hálózat fázisai közötti terhelési egyenlőtlenségek csökkentését és a helyben megtermelt megújuló energia jobb kihasználását célozták.
A sofőr nem akar félig lemerült autóval reggel indulni
Az EV4EU nem kizárólag a kétirányú töltés műszaki megvalósíthatóságával foglalkozott. A kutatók az üzleti modelleket, a szabályozási környezetet és az elektromosautó-tulajdonosok igényeit is megvizsgálták. Ez legalább annyira fontos, mint maga a töltő, hiszen a legjobb technológia is elbukik, ha a felhasználók nem akarják használni. A projekt egyik kulcsmegállapítása, hogy a kétirányú töltés csak akkor válhat széles körben alkalmazott megoldássá, ha közben a felhasználók mobilitási igényei is biztosítottak maradnak, és az akkumulátorok öregedését is megfelelően figyelembe veszik. Magyarán senki nem fogja odaadni az autóját a hálózatnak, ha reggel félig lemerült akkumulátorral kell elindulnia, vagy ha attól tart, hogy a gyakori töltés-kisütés idő előtt tönkreteszi a drága akkumulátort.
Erre a kutatók szerint a megfelelő vezérlőalgoritmusok jelentik a választ, mert ezekkel optimalizálhatók a töltési és kisütési folyamatok, és korlátozható az akkumulátorokat érő többletterhelés. Az eredmények ugyanakkor arra is rámutattak, hogy a V2X jóval túlmutat az egyes autókon és töltőkön. A sikeres működéshez összehangolt kommunikáció, megfelelő energiapiaci modellek és a résztvevőket ösztönző gazdasági megoldások egyaránt kellenek, különben a tulajdonosoknak egyszerűen nem éri meg részt venni.
Mi jön most?
Az EV4EU kipróbált műszaki megoldásokat és gyakorlati tapasztalatokat hagyott maga után, így a kétirányú töltés már nem csak papíron létező ígéret. A következő lépés ezeknek a rendszereknek a nagyobb léptékű alkalmazása lehet, figyelembe véve az egyes országok villamosenergia-hálózatainak sajátosságait és energiapiaci szabályozását. Ez utóbbi talán a legnehezebb rész, mert a technológia már működik, a kérdés inkább az, mikor és milyen feltételekkel engedik be a villanyautókat valódi szereplőként az energiapiacra. Ha ez megtörténik, a garázsban álló autó a háztartás és a hálózat egyik legrugalmasabb energiatárolójává válhat.
Kövesd az e-cars.hu-t a Facebookon is, további tartalmakért! ›
