Skalierung und Aggregation beschleunigen das Laden von Elektrofahrzeugen mit NREL-Analyst Luke Lavin

NREL-Analyst Luke Lavin erörtert Fallstricke und Chancen von Managed-Charging-Ansätzen

Diese Ausgabe des National Renewable Energy Laboratory (NREL) Erzähl mir etwas, Gitter Serienmerkmale Luke Lavin, ein Mitglied des Grid Planning and Analysis Center des NREL. Lavin diskutiert die Analyse verschiedener Ansätze für das verwaltete Laden von Elektrofahrzeugen (EV) zur Unterstützung des zukünftigen Stromnetzes.

Verteilte Energieressourcen (DERs) wie Solaranlagen auf Dächern, Elektrofahrzeuge und Batteriespeichersysteme werden im zukünftigen Stromnetz eine wichtige Rolle spielen, aber die Koordinierung dieser Ressourcen zum Nutzen des Netzes und zur Maximierung der Kosteneinsparungen bleibt unvollständig.

Bei NREL sehen wir diese Herausforderung als Chance. Wir entdecken das Potenzial von DERs, ein kostengünstigeres, zuverlässigeres und nachhaltigeres Massenenergiesystem zu schaffen. Ein Hauptaugenmerk liegt für uns auf der Rolle, die die Aggregation – oder die Kombination mehrerer DERs zu einer großen Ressource – bei der effektiven Integration dieser in das Stromnetz spielen kann. Durch die Zusammenarbeit mit unseren Kollegen im Transportsektor haben wir das erforscht potenzielle Chancen und Fallstricke beim Management des Ladens von Elektrofahrzeugen. Die Studie baut auf der Arbeit von NREL zur Batterieaggregation hinter dem Messgerät und dem TEMPO-Modell (Transportation Energy & Mobility Pathway Options) auf Prognosen zur Einführung von Elektrofahrzeugen.

Behandlung von Elektrofahrzeugen als Gruppe und einzeln

Netzbetreiber können die EV-Aggregation nutzen, um das Laden einer großen Anzahl von Elektrofahrzeugen gemeinsam zu steuern. Die Bestimmung, wie viel Strom vom Netz zu den aggregierten Elektrofahrzeugen fließen soll, ist nicht so einfach wie die Addition der Ladekapazität jedes einzelnen Elektrofahrzeugs. Der Grund dafür ist, dass ein Elektrofahrzeug an das Stromnetz angeschlossen, aber bereits vollständig aufgeladen sein kann, sodass ihm möglicherweise Ladungen aus dem Aggregat zugewiesen werden, die es nicht erfüllen kann. Dies kann zu unrealistischen Schätzungen darüber führen, wie viel Ladung aggregierte Elektrofahrzeuge verkraften können. Ungenaue Schätzungen beeinträchtigen die Fähigkeit des Netzes, den gesamten Strombedarf auf die effizienteste und kostengünstigste Weise zu decken. Daher benötigen Betreiber eine Möglichkeit, Ladesignale zu senden, die so aufgeschlüsselt werden können, dass sie den individuellen Fähigkeiten von Elektrofahrzeugen entsprechen.

Wir finden, dass Skalierungsfaktoren auf aggregierte Elektrofahrzeuge angewendet werden können, um wünschenswerte Eigenschaften für die Netzinteraktion beizubehalten. Anwendbare Skalierungsfaktoren verringern die Fähigkeit von Fahrzeugen, ihren Ladevorgang zu erhöhen oder zu verringern, und verzögern die Energieakkumulation in ihren Batterien um 50 %. Mit dieser Methode können aggregierte Elektrofahrzeuge Ladeanfragen erfüllen, wobei weniger Anfragen unerfüllt bleiben.

Koordination für Stabilität, Kosteneffizienz und Komfort

Ein alternativer Ansatz zur Zusammenfassung von Elektrofahrzeugen zu einer großen Ressource besteht darin, Preissignale direkt an einzelne Elektrofahrzeuge zu senden, um das Laden dann zu fördern, wenn der Strom am günstigsten ist. Mit zunehmender Verbreitung von Elektrofahrzeugen wird dieser Ansatz jedoch unzureichend, da er zu denselben Verhaltensreaktionen führen kann: Wenn alle Fahrzeuge einheitlich auf dasselbe Signal reagieren, kann dies zu neuen Spitzen führen, die das Netz belasten. Daher muss der Ladevorgang koordiniert werden, um Nachfragespitzen zu vermeiden essentiell.

Das verwaltete Laden von Elektrofahrzeugen muss sowohl kostengünstig als auch bequem sein, um die weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen zu ergänzen. Während der Gesamtwert der verwalteten Ladevorgänge für Millionen von Fahrzeugen sowohl für Versorgungsunternehmen als auch für ihre Kunden erheblich ist, ist der individuelle Nutzen (für Koordinierungsdienstleister und Fahrer) durch die Reduzierung oder Verzögerung des Ladevorgangs für ein Fahrzeug relativ gering – oft 25 bis 100 US-Dollar pro Jahr Unsere Analyse. Es stellt sich die Frage, wie viele Autofahrer ihr Tankverhalten für den kleinen Anreiz aktiv ändern werden. Und wenn ständige Verhaltensänderungen eine Herausforderung darstellen, gibt es eine Möglichkeit, das verwaltete Laden kostengünstig zu automatisieren, sodass die Leute nicht darüber nachdenken müssen? Indem wir Wege finden, das verwaltete Laden zu geringen Kosten zu automatisieren, können wir Elektrofahrzeuge besser zum Nutzen des Netzes nutzen.

Der Wert von Daten und Zukunftsszenarien

Bei NREL verfügen wir über Kernkompetenz in der Modellierung des zukünftigen Stromsystems, um plausible Szenarien und potenzielle Ergebnisse zu entwickeln, die Versorgungsunternehmen und andere Energieakteure in die Lage versetzen können, schon heute gute Planungsentscheidungen zu treffen. (Eines dieser Tools ist das Toolkit für nachfrageseitige Netzedas jahrzehntelange Stromlastmodellierung für Privathaushalte, Gewerbe, Industrie und Verkehr für die Analyse von Stromversorgungssystemen nutzt.) Da sich die Zukunft der Einführung von Elektrofahrzeugen noch nicht abzeichnet, ist NREL weiterhin bestrebt, seine Daten und Erkenntnisse zu veröffentlichen, um fundiertere Diskussionen über zukünftige Szenarien zu ermöglichen .

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Von Luke Lavin, aus NREL