افزایش مصرف انرژی و ورود منابع تجدیدپذیر مثل باد و خورشید، سیستم برق را با چالش‌هایی روبه‌رو کرده؛ چون تولید این نوع انرژی همیشه پایدار نیست. در این شرایط، ذخیره‌سازی و مدیریت هوشمند مصرف اهمیت زیادی پیدا کرده است. یکی از راه‌حل‌های جدید استفاده از خودروهای برقی است. اینجا این سؤال پیش می‌آید که فناوری V2G چیست و چگونه کار می‌کند و چرا توانسته توجه کارشناسان انرژی را جلب کند.
با مجله KMC همراه باشید تا پاسخش را بیابیم.
تعریف فناوری V2G
فناوری Vehicle-to-Grid به خودروهای برقی این امکان را می‌دهد که انرژی برق را هم شارژ کنند و هم در زمان مناسب دوباره به شبکه برگردانند. این ارتباط دوطرفه بین خودرو و شبکه، راهی برای کنترل بهتر جریان برق است. در این فناوری، خودروهای برقی به بخشی فعال از سیستم انرژی تبدیل می‌شوند و فقط مصرف‌کننده نیستند. تفاوت این روش با شارژ دوطرفه در نوع کنترل و هدف مصرف برق است. در شارژ دوطرفه، خودرو فقط بین شارژ و تخلیه جابه‌جا می‌شود، ولی در V2G انتقال انرژی به شکل هدفمند و با هماهنگی با شبکه انجام می‌شود. گاهی هم این تعامل فراتر از شبکه برق می‌رود. در این حالت، باتری خودرو می‌تواند برق مورد نیاز خانه (V2H)، ساختمان‌های اداری (V2B) یا حتی وسایل برقی دیگر (V2L) را تأمین کند. این کاربردها به راننده کمک می‌کنند تا باتری خودرو را وارد جریان مصرفی روزمره کند و وابستگی به برق شبکه را کاهش دهد.
نحوه عملکرد V2G
در این فناوری، خودرو زمانی وارد چرخه انرژی می‌شود که متصل به شارژر باشد و مورد استفاده راننده قرار نگیرد. در این حالت، شبکه می‌تواند باتری خودرو را در ساعات کم‌مصرف شارژ کند و در زمان اوج مصرف، دوباره بخشی از برق ذخیره‌شده را بگیرد. این روند به نوعی نقش باتری‌های خانگی را برای خودرو تعریف می‌کند. برای اجرای درست این فرآیند، شارژر باید دوطرفه باشد و قابلیت تبدیل برق DC باتری به AC شبکه را داشته باشد. همچنین، سیستم نیاز به پروتکل‌های ارتباطی دارد که بتواند زمان شارژ و تخلیه را با نیاز شبکه هماهنگ کند. یک نمونه واقعی از اجرای این فناوری در دفتر مرکزی شرکت Virta دیده می‌شود. آنجا، زمانی که یک خودرو در حال تخلیه برق است، انرژی مستقیماً به خودروی دیگری که در حال شارژ است منتقل می‌شود. اگر هم خودرویی وصل نباشد، برق برای روشنایی یا تهویه ساختمان استفاده می‌شود و این یعنی مدیریت هوشمند مصرف در عمل.
مزایای فناوری V2G
شبکه برق در زمان‌هایی با مصرف بالا نیاز به منابع اضافی دارد. خودروهای برقی می‌توانند بخشی از این بار را به دوش بگیرند و در تثبیت برق نقش ایفا کنند. با کنترل هوشمند مصرف، سیستم انرژی از فشار ناگهانی دور می‌ماند. محیط زیست هم از این فرآیند سود می‌برد، چون نیروگاه‌های آلاینده کمتر وارد مدار می‌شوند. صاحبان خودروهای برقی با مشارکت در این برنامه، بخشی از هزینه‌های شارژ را جبران می‌کنند و بعضی مواقع حتی درآمد دارند. شرکت‌هایی که ناوگان بزرگ دارند، از باتری‌ها برای پشتیبانی انرژی استفاده می‌کنند و وابستگی خود را به شبکه کاهش می‌دهند، بدون اینکه سرمایه‌گذاری جداگانه برای ذخیره‌سازی انجام دهند.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
این فناوری در کنار مزایا، مسائل خاص خودش را هم دارد. چرخه‌های زیاد شارژ و تخلیه ممکن است در بلندمدت روی عملکرد باتری‌ها تأثیر بگذارد، مخصوصاً اگر شرایط دما یا سرعت دشارژ کنترل نشود. تجهیزات سازگار مثل شارژرهای دوطرفه هنوز در بسیاری از مناطق نصب نشده‌اند و برای بهره‌برداری درست به زیرساخت فنی دقیق نیاز است. از طرفی، هنوز استانداردهای جهانی به‌طور کامل اجرا نشده و بعضی از سازندگان خودرو یا اپراتورها از سیستم‌های ناسازگار استفاده می‌کنند. همه این‌ها باعث می‌شود اجرای وسیع و همگام این فناوری در مقیاس بزرگ، نیازمند هماهنگی و سرمایه‌گذاری بیشتر باشد.
وضعیت فعلی و آینده فناوری V2G
در حال حاضر فقط تعداد محدودی از خودروهای الکتریکی با این فناوری هماهنگ هستند. مدل‌هایی مثل نیسان لیف یا e-NV200 قابلیت دشارژ به شبکه را دارند. برخی دیگر از برندها هم در حال توسعه هستند تا این ویژگی را در مدل‌های جدید خود قرار دهند. استانداردهایی مثل ISO 15118 مسیر ارتباط بین خودرو و شارژر را مشخص کرده‌اند و این روند را ساده‌تر می‌کنند. تحلیل‌های بازار نشان می‌دهند که تقاضا برای این فناوری در حال افزایش است و انتظار می‌رود سرمایه‌گذاری در این حوزه بیشتر شود. شرکت‌های خودروساز و فعالان حوزه انرژی باید برنامه‌ریزی مشترک انجام دهند تا کاربرد این فناوری در شبکه انرژی آینده تثبیت شود.
جمع‌بندی
خودروهای برقی می‌توانند نقشی فراتر از حمل‌ونقل داشته باشند و به بخش فعال شبکه برق تبدیل شوند. وقتی این خودروها در زمان‌های مناسب شارژ یا تخلیه شوند، مصرف و تولید انرژی راحت‌تر کنترل می‌شود. اگر کسی بخواهد بداند فناوری V2G چیست و چگونه کار می‌کند، باید به نقش آن در مدیریت انرژی و استفاده بهتر از منابع تجدیدپذیر توجه کند.
