Узнаем, каким образом может быть решена проблема балансировки производства и потребления электроэнергии.
В наши дни есть проблема балансировки производства и потребления электроэнергии. Производители не в состоянии моментально удовлетворять потребности при пиковых нагрузках. Если крупный завод начинает потреблять значительно больше энергии, это может вылиться в перебои поставки энергии не только на этот завод, но и, например, на близлежащие жилые дома. Сегодня эта балансировка, как бы смешно это ни звучало, порой решается телефонным звонком на электростанцию с просьбой подкинуть угля.
Баланс производства и потребления электроэнергии
- Частота электросети
- Придержать избытки
- Зарядные станции
Конечно, на увеличение мощности уходит время.
В недалеком будущем, когда электромобили будут в каждой семье, они смогут помочь в балансировке производства/потребления. Ведь в них весьма ёмкие батареи, которые смогут придержать в себе избытки электроэнергии, а при повышенном спросе отдать её обратно.
Для этого придумана технология V2G — Vehicle-to-grid.
В сетях общего пользования течёт переменный ток. Он меняет своё направление, в зависимости от страны, с частотой 50-60 Герц. В один момент времени эта частота одинакова в любой точке электросети.
Она определяется скоростью вращения электрогенераторов на электростанции. Генераторы синхронизируются между собой и вращаются с той самой частотой 50 оборотов в секунду.
При повышенном количестве потребителей повышается нагрузка на сеть. И генераторам становится немного труднее крутиться. И частота вращения немного падает. При уменьшении потребления, соотвественно, нагрузка падает и генераторы крутятся немного быстрее.
От этого и частота электросети начинает меняться, как правило в пределах 49.9-50.1 Гц. По этому изменению можно определить, когда потребление превосходит производство и наоборот.
Было бы неплохо в момент перепроизводства электроэнергии её куда-нибудь сохранить. Но куда? Производство батарей большой ёмкости дорого. Но мы же помним, что будущее электромобилей не за горами, а в них есть батареи. И большую часть времени автомобили стоят на парковке. Почему бы тогда не воспользоваться этими батареями для помощи балансировки сети?
При избытке электричества электромобиль можно зарядить, а при недостатке — как ни странно, разрядить, отправляя энергию обратно в сеть и помогая удовлетворить повышенный спрос. Владельцы электромобиля за помощь электросети смогут получить энергию по более низким тарифам.
Именно это и называется V2G.
Для работы технологии нужны специальные зарядные станции, которые умеют, на основе измерений частоты тока, моментально управлять мощностью зарядки или разрядки электромобиля.
В существующих ныне станциях, измерение частоты осуществляется внешним прибором, значение которого передается станции через протокол MODBUS (over Ethernet).
Станция общается с автомобилем по протоколу ChaDeMo, выдавая инструкции, с какой мощностью он должен заряжаться/разряжаться.
Предвосхищая опасения, что частые циклы зарядки/разрядки губят батарею, стоит заметить, что моментальная балансировка происходит только в диапазоне от 30 до 90% заряда батареи. В этом диапазоне негативное влияние на батарею незначительно.
Из существующих сегодня электромобилей, только несколько из них умеет отдавать заряд батареи обратно в сеть. Автор имел счастье испытать данную технологию на Nissan Leaf и Nissan e-NV200.
