I veicoli elettrici svolgono un ruolo sorprendente nel supportare la resilienza della rete

Le diffuse iniziative di elettrificazione stanno aumentando le richieste sulla vecchia rete elettrica americana, ma i servizi pubblici e i consumatori potrebbero avere un improbabile alleato nei veicoli elettrici (EV).

I programmi di ricarica Vehicle-to-Grid possono aiutare a sostenere la rete elettrica nella transizione verso un trasporto sostenibile. I veicoli parcheggiati possono fornire energia alle case e alle comunità durante i periodi di picco della domanda di energia. Foto di Werner Slocum, NREL.

Una ricerca del National Renewable Energy Laboratory (NREL) e dell’Istituto di scienze ambientali dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi valuta come i programmi di ricarica bidirezionale veicolo-rete (V2G) possano offrire opportunità di stoccaggio in rete a breve termine, come dettagliato in uno studio Comunicazioni sulla natura articolo di giornale.

In tutto il Paese, gli americani si trovano ad affrontare continui blackout e interruzioni di corrente causate da gravi eventi meteorologici. Un fattore che contribuisce a questi scenari stressanti è che il consumo di elettricità negli Stati Uniti tende a seguire cicli di domanda prevedibili che non sempre coincidono con l’offerta di energia. Ad esempio, i pannelli solari generano elettricità dalla luce solare, ma la domanda di energia, in particolare durante le giornate invernali più brevi e le notti più fredde, tende ad aumentare la sera dopo che il cielo si è oscurato. In risposta, le società di servizi pubblici hanno introdotto strutture tariffarie basate sul tempo di utilizzo che fanno pagare di più ai consumatori durante i picchi di domanda.

I ricercatori del NREL stanno studiando come i sistemi energetici del futuro potrebbero offrire sollievo. Ad esempio, l’energia immagazzinata nelle batterie dei veicoli elettrici completamente cariche potrebbe offrire una rete distribuita di energia di backup, utilizzando programmi V2G per integrare l’energia nelle case e nelle comunità durante i periodi di picco della domanda. Una volta che la domanda di energia si sarà stabilizzata, i veicoli elettrici si ricaricheranno completamente in previsione del nuovo giorno.

“Immagina i veicoli elettrici come sistemi di accumulo di batterie mobili. I veicoli elettrici possono assorbire l’energia in eccesso quando disponibile e immagazzinarla per le esigenze future”, ha affermato Paul Gasper del NREL, uno scienziato che si occupa del degrado delle batterie. “Esiste il potenziale per immagazzinare energia rinnovabile all’interno della flotta globale di veicoli elettrici per migliorare la flessibilità e la resilienza della nostra rete elettrica”.

NREL valuta gli impatti e le opportunità V2G per i proprietari di veicoli elettrici

Nell’ambito di questo studio, il team di Gasper ha utilizzato le capacità avanzate di modellazione e analisi di NREL, incluso il Future Automotive Systems Technology Simulator (FASTSim), per esplorare in che modo la futura implementazione dei veicoli elettrici, il degrado delle batterie e la partecipazione dei proprietari avrebbero un impatto sulla capacità globale delle batterie dei veicoli elettrici disponibile per la rete. magazzinaggio. Questa ricerca ha contribuito a determinare in che modo le abitudini di guida e di ricarica dei proprietari di veicoli elettrici influiscono sulla capacità di stoccaggio dell’energia disponibile. Sebbene la partecipazione al mercato e il consenso dei consumatori pongano ostacoli significativi al successo dell’implementazione V2G, ulteriori ricerche NREL mostrano come i sistemi V2G potrebbero avvantaggiare i proprietari di veicoli elettrici.

Utilizzando modelli all’avanguardia di degrado delle batterie, gli esperti NREL hanno valutato in che modo i programmi V2G influenzerebbero la salute e la durata delle batterie dei veicoli elettrici. Questo approccio ha combinato test nel mondo reale e modelli di temperatura per prevedere come la salute della batteria è cambiata nel tempo per diversi climi e comportamenti di guida in tutto il mondo. I risultati indicano che i proprietari di veicoli elettrici possono prolungare la durata delle batterie dei veicoli elettrici partecipando ai servizi di rete.

“Quando i veicoli elettrici parcheggiati rimangono completamente carichi per un lungo periodo di tempo, le batterie si degradano più rapidamente che se fossero con uno stato di carica inferiore”, ha affermato Gasper. “La partecipazione ai programmi V2G riduce lo stato medio di carica mentre il veicolo è parcheggiato, il che può aiutare le batterie a rimanere in buona salute e a durare più a lungo”.

Aggiornamenti dell’infrastruttura necessari per sfruttare appieno le opportunità V2G

I ricercatori sono ottimisti; tuttavia, la nostra infrastruttura di rete esistente avrà bisogno di aggiornamenti significativi per trasformare questa visione in realtà. I ricercatori del NREL hanno recentemente pubblicato il rapporto 2030 National Charging Network, una valutazione quantitativa delle esigenze di una rete di ricarica nazionale in grado di supportare la transizione degli Stati Uniti verso i veicoli elettrici. Con uno scenario di adozione intermedia di 33 milioni di veicoli elettrici leggeri in circolazione entro il 2030, questo studio prevede che la nazione avrà bisogno di 28 milioni di punti di ricarica.

“I servizi di ricarica V2G aumenteranno la domanda attraverso l’infrastruttura di ricarica e richiederanno cambiamenti ai nostri modelli comportamentali, aumentando potenzialmente l’uso a mezzogiorno delle porte di ricarica per catturare l’energia in eccesso generata dai pannelli solari”, ha affermato Andrew Meintz, ricercatore sull’integrazione della rete di veicoli elettrici presso NREL. “La nostra analisi deve continuare ad adattarsi alle opportunità in evoluzione e agli impatti delle future esigenze di ricarica dei veicoli elettrici”.

Nel frattempo, Gasper e il suo team sono entusiasti di continuare ad abbinare i modelli di degrado della batteria con l’analisi sociale ed economica per contribuire a rendere il possesso di veicoli elettrici più accessibile a tutti.

Scopri di più sullo stoccaggio energetico e sulla ricerca sui trasporti sostenibili del NREL.

Originariamente pubblicato su NREL. Di Rebecca Martineau.