Heutzutage besteht das Problem, die Erzeugung und den Verbrauch von Elektrizität in Einklang zu bringen. Hersteller sind nicht in der Lage, die Anforderungen bei Spitzenlasten sofort zu erfüllen. Wenn eine große Anlage deutlich mehr Energie verbraucht, kann dies zu Unterbrechungen der Energieversorgung nicht nur dieser Anlage, sondern beispielsweise auch benachbarter Wohngebäude führen. Heutzutage wird dieses Gleichgewicht, egal wie lächerlich es auch klingen mag, manchmal durch einen Anruf beim Kraftwerk mit der Bitte, Kohle zu pflanzen, entschieden.
Natürlich braucht es Zeit, um die Leistung zu erhöhen.
In naher Zukunft, wenn Elektroautos in jeder Familie sind, können sie dazu beitragen, Produktion und Verbrauch in Einklang zu bringen. Immerhin haben sie sehr große Batterien, die überschüssigen Strom in sich aufnehmen und bei erhöhter Nachfrage zurückgeben können.
Hierfür wurde die V2G-Technologie erfunden - Vehicle-to-Grid.
Netzfrequenz
In öffentlichen Netzen fließt Wechselstrom. Es ändert seine Richtung je nach Land mit einer Frequenz von 50-60 Hertz. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist diese Frequenz an jedem Punkt des Netzes gleich.
Sie wird durch die Drehzahl der Generatoren im Kraftwerk bestimmt. Die Generatoren sind miteinander synchronisiert und drehen sich mit der gleichen Frequenz von 50 Umdrehungen pro Sekunde.
Mit zunehmender Anzahl von Verbrauchern steigt die Belastung des Netzwerks. Und Generatoren sind etwas schwerer zu drehen. Und die Geschwindigkeit sinkt ein wenig. Mit abnehmendem Verbrauch sinkt die Last und die Generatoren drehen sich etwas schneller.
Ab diesem Zeitpunkt beginnt sich die Frequenz des Netzes zu ändern, normalerweise innerhalb von 49,9-50,1 Hz. Anhand dieser Änderung können wir feststellen, wann der Verbrauch die Produktion übersteigt und umgekehrt.
Übermaß festhalten
Zum Zeitpunkt der Überproduktion von Strom wäre es schön, ihn irgendwo zu sparen. Aber wo? Die Herstellung von Hochleistungsbatterien ist teuer. Aber wir erinnern uns, dass die Zukunft von Elektroautos nicht mehr weit ist und sie Batterien haben. Und die meiste Zeit stehen Autos auf dem Parkplatz. Warum nicht diese Batterien verwenden, um das Netzwerk auszugleichen?
Mit einem Überschuss an Elektrizität kann ein Elektroauto aufgeladen werden, und mit einem Mangel - seltsamerweise kann es entladen werden, indem Energie zurück in das Netz geschickt wird und dazu beigetragen wird, die erhöhte Nachfrage zu befriedigen. Besitzer eines Elektroautos können Energie zu niedrigeren Raten beziehen, um das Stromnetz zu unterstützen.
Dies nennt man V2G.
Ladestationen
Damit die Technologie funktioniert, werden spezielle Ladestationen benötigt, die auf der Grundlage aktueller Frequenzmessungen die Leistung beim Laden oder Entladen eines Elektrofahrzeugs sofort steuern können.
In bestehenden Stationen wird die Frequenzmessung von einem externen Gerät durchgeführt, dessen Wert über das MODBUS-Protokoll (über Ethernet) an die Station übertragen wird.
Die Station kommuniziert mit dem Fahrzeug über das ChaDeMo-Protokoll und gibt Anweisungen, wie viel Strom sie laden / entladen soll.
In Erwartung der Befürchtungen, dass häufige Lade- / Entladezyklen die Batterie ruinieren, ist anzumerken, dass ein sofortiger Ausgleich nur im Bereich von 30 bis 90% der Batterieladung erfolgt. In diesem Bereich ist der negative Effekt auf die Batterie vernachlässigbar.
Von den heute existierenden Elektrofahrzeugen können nur wenige die Batterieladung an das Netzwerk zurückgeben. Der Autor hatte das Glück, diese Technologie auf dem Nissan Leaf und dem Nissan e-NV200 zu testen.
Aber der Fortschritt ist nicht aufzuhalten!