V2G-süsteem

V2G-süsteem (inglise keeles Vehicle-to-Grid) on süsteem, milles sõiduk või transpordivahend, näiteks elektriauto või hübriidauto, on integreeritud jaotusvõrgu elektrisalvestiks. Selle eesmärk on enamasti rahaline kasum või raha kokkuhoid. Elektrit ostetakse võrgust (akusid laetakse) siis, kui hind on madalam, ning müüakse või kasutatakse koha peal, kui hind on kõrgem. Seda lahendust saab kasutada selliste sõidukitega, mis ühendatakse elektrivõrku ja suudavad sealt elektrienergiat vastu võtta ning seda sinna ka tagasi kanda. Kuna suur osa sõidukeid on enamiku ajast pargitud, võiks selline süsteem moodustada märkimisväärse elektrienergia salvestusmahu. Arvestades tendentsi üha enam energia tootmiseks kasutada taastuvaid energiaallikaid, mille üks probleemidest on tootmise juhuslikkus ja energia salvestamine hilisemaks kasutamiseks, võiks V2G-süsteem mõnevõrra probleemi leevendada. Tänapäeval eristatakse kolme tüüpi V2G-süsteemi versiooni: Hübriid ehk kütuseelemendiga sõidukid, mis genereerivad elektrit salvestatud kütusest Akutoitega sõidukid Päikeseenergiat kasutavad transpordivahendid, millel on salvestamisvõimalus. Põhimõtteliselt on selline liikur mobiilne elektrijaam, milles teatud akumahu ületades hakatakse elektrit võrku andma. Parimaks näiteks on jahid. Samuti eristatakse V2G-süsteemi voolusuuna järgi kaheks tüübiks: ühesuunalise ülekandevõimekusega sõidukid (unidirectional) ja kahesuunalise ülekandevõimekusega sõidukid (bidirectional). V2G-süsteemi kontseptsioon võimaldab nõudluskajale vastamist (elektrijaama koormusgraafiku ühtlustamist), suurendades tarbimist kui koormus on väike (öösel) ja toetada elektrijaama tipukoormuste ajal (hommikul ja päeval). Samuti aitab see siluda taastuvenergiaallikate mitteühtlast tootmist, kus kui toodetav energia ületab nõudlust, läheb see raisku. V2G-süsteemi abil saaks tootmistippude ajal toodetud energia vajadusel akudesse salvestada. V2G-süsteem muudaks kahesuunalises energiakauplemises osalevad sõidukiomanikud sisuliselt mikrotootjateks, kellelt võrguettevõtja fikseeritud või oksjonihinnaga energiat saaks osta. Arvestades akude kulumise ja muude isiklike eelistustega, on V2G-süsteemiga sõidukiomanikel võimalik ise seadistada milliste parameetrite korral toimub laadimine või tühjakslaadimine. Praegu ei ole enamik kasutatavatest akudest väga vastupidavad pidevale laadimisele ja tühjakslaadimisele. Akude laadimistsüklite arv omandab aga järjest olulisemat rolli nende parameetritabelis, seega võib tulevikus oodata järjest suurema laadimistsüklite arvuga akusid, mis on praegu üks V2G-süsteemi murekohti. Idaho National Laboratory 2012. aasta uuring tõi välja suurriikide plaanid V2G osas. Tuleb arvestada, et kuna V2G-süsteem on alles lapsekingades, muutuvad plaanid pidevalt ning lisandub uusi huvilisi. Arvestades üldisi trende kliimapoliitikas ja elektriautode aina kasvavat kasutuselevõttu, võib prognoosida V2G-süsteemi jõulist arengut. Kindlasti hakatakse ära kasutama ka suuri sõidukite gruppe, näiteks US Postal Service hiiglaslikku sõidukitegruppi. Jaapan on praegu elektriautode tööstuses juhtivkohal, mis võiks tähendada Jaapani pioneerirolli V2G-süsteemi tehnoloogia arendamises. Katsetusi tehakse ning võttes näiteks Nissan Leafi 24 kWh aku ja arvestades tüüpiliseks Jaapani kodukasutaja vajaduseks 10–12 kWh päevas, suudaks see potentsiaalselt ühte tavalist kodu kaks päeva elektriga varustada. Tootes aina rohkem elektrienergiat taastuvenergiaallikatega (põhiliselt tuulikute kaudu), on Taani vajadus salvestusmahu järgi kasvav. Selle tõttu pööratakse Taanis üha rohkem tähelepanu V2G-süsteemi lahendustele, mis taastuvallikate kasutuselevõtule toeks on. Eelnevalt viidi läbi projekt Edison ning praegu on käimas projekt Nikola. Ühendkuningriigis võetakse üha enam kasutusele ning toetatakse elektrisõidukite ja tarkvõrgu kasutuselevõttu. Sellega seoses on seal ka suur huvi V2G-süsteemi vastu. Lõuna-Korea plaanib aastaks 2030 kõik tarbijad üle viia tarkvõrgulahendustele ning seal investeeritakse selleks igal aastal. Üheks tarkvõrgu osaks ongi V2G-süsteem. V2G-süsteemi juures on välja toodud mitmeid puudusi, mis selle tehnoloogia suhtes skeptilisust põhjustavad. Esimeseks väljatoodud probleemiks on asjaolu, et V2G-süsteem on veel nii-öelda lapsekingades, ehk selleks vajaminevad tehnoloogiad pole veel täielikult välja arenenud (sealhulgas akud). Näiteks 2007. aastal oli hübriidsõidukite sõitmisraadius ligi 50 km ning kriitikute arvates ei saa sellise salvestusmahtuvuse juures V2G-süsteemi lahendused olla eriti tõsiseltvõetavad. Teiseks probleemiks on akude kasutustsüklite piirang. Kuna akud on tänapäeval suuresti piiratud just laadimistsüklite arvu poolest, kuluksid V2G-süsteemi kasutatavad akud palju kiiremini kui tavaolukorras ning seetõttu vajaksid tihti vahetamist. Probleem seisneb asjaolus, et akude vahetamine maksab kolmandiku kuni pool sõiduki hinnast. Kolmandaks probleemiks on väike efektiivsus. Aku laadimine võrgust on ligi 70–80-protsendilise kasuteguriga. Kui see energia saadetakse tagasi võrku ligi 90% kasuteguriga, tähendaks see, et süsteemi saadetakse tagasi 63–72% sealt võetust. Inverter Elektriarvesti Elektrienergia Tark elektrivõrk Koormusgraafik Sortomme, Eric; El-Sharkawi, Mohamed A. (10.12.2010). "Optimal Charging Strategies for Unidirectional Vehicle-to-Grid". Idaho National Laboratory. Vaadatud 14.04.2017. Yong, Jia Ying; Ramachandaramurthy, Vigna K.; Tan, Kang Miao; Mithulananthan, N. (13.04.2015). "A review on the state-of-the-art technologies of electric vehicle, its impacts and prospects: 131-138". Vaadatud 14.04.2017. Briones, Adrene; Francfort, James; Heitmann, Paul; Schey, Michael; Schey, Steven; Smart, John (01.02.2014). "Vehicle-to-Grid (V2G) Power Flow" (PDF). Idaho National Laboratory. Vaadatud 14.04.2017. "Projekt Nikola (inglise keeles)". "Projekt Edison (inglise keeles)".