Ford F-150 Lightning może zasilać energią cały dom

Fot. Ford

Akumulatory pojazdów elektrycznych mogą potencjalnie oddawać energię do sieci lub na potrzeby zasilania innych urządzeń. Dzięki specjalnym interfejsom stają się więc mobilnymi magazynami energii.
Żeby z nich korzystać, potrzebne są m.in. inteligentne stacje transformatorowe (SPS). Rozwiązanie, które pomaga integrować SPS-y z pojazdami elektrycznymi i efektywnie zarządzać skumulowaną w nich energią, opracowali polscy inżynierowie z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Tele- i Radiotechnicznego.

– Właściciel samochodu elektrycznego może być prosumentem, z tym że musi kupić odpowiednie auto. Mówimy tu o samochodzie elektrycznym, który pozwala się naładować i rozładować, czyli ma możliwość pobrać energię z sieci i ją zdać do sieci. Tych samochodów ogólnie jest dosyć mało, występują jako egzemplarze pilotażowe, a nie dostępne dla przysłowiowego Kowalskiego – mówi agencji Newseria Biznes Jakub Chudorliński, starszy specjalista w Departamencie Komercjalizacji i Marketingu w Łukasiewicz – Instytucie Tele- i Radiotechnicznym.
W takie rozwiązania inwestują głównie firmy, które posiadają większe floty pojazdów elektronicznych. Przykładowo producent autobusów Solaris zapowiedział, że na terenie fabryki w podpoznańskim Bolechowie wybuduje Solaris Charging Park. Ma to być jedna z najnowocześniejszych stacji ładowania samochodów w Europie, wykorzystująca między innymi technologię vehicle-to-grid (V2G), czyli możliwość oddawania do sieci energii z ogniw zainstalowanych w pojazdach. W ten sposób autobus stawałby się mobilnym magazynem energii. Pełną operacyjność stacja ma osiągnąć pod koniec pierwszego półrocza 2022 roku.
– Jeśli producent samochodu udostępni taką możliwość, w momencie podłączenia pojazdu do odpowiedniej ładowarki staje się on mobilnym magazynem energii. Na co dzień korzystamy z niego zgodnie z podstawowym przeznaczeniem, a gdy potrzebujemy skorzystać z magazynu energii, trzeba go uprzednio naładować i rozładować w momencie, kiedy potrzebujemy tę energię odzyskać – wyjaśnia Jakub Chudorliński.

Jakub Chudorliński: – Właściciel samochodu elektrycznego może być prosumentem, z tym że musi kupić odpowiednie auto

Fot. Newseria

Mobilne magazyny energii są jednym z najważniejszych elementów składających się na wirtualne elektrownie, czyli systemy zapobiegające blackoutom energetycznym. Wirtualne elektrownie pozwalają łączyć rozproszone instalacje OZE w bilansujący się system. Tego typu rozwiązania są rozwijane na największą skalę w Australii. Tesla, producent aut elektrycznych, włączył się tam w pilotażowy projekt, w ramach którego w wirtualną elektrownię połączyło się tysiąc gospodarstw domowych wyposażonych w instalacje OZE i magazyny energii, również mobilne.
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny wspiera tego typu rozwiązania w Polsce, dostarczając sterowniki zarządzające inteligentnymi stacjami transformatorowymi. Tak zwane SPS-y są centrum sieci smart grid. Sterownik pełni funkcję integratora zbierającego informacje ze wszystkich urządzeń stacyjnych, składających się na SPS: magazynów energii, przyłączy do źródeł OZE oraz ładowarek pojazdów elektrycznych. Następnie przekazuje zebrane informacje do systemu operatora, umożliwiając mu podgląd i sterowanie.
– Oferujemy klientom systemy, które pozwalają na nadzór nad stacjami ładowania czy nad obsługą mobilnych lub stacjonarnych magazynów energii. W przypadku floty samochodów elektrycznych system nadzoru pozwoli zaplanować wykorzystanie tych aut. Przykładowo wiemy, że potrzebujemy w tym momencie 20 z 50 aut, więc pozostałe 30 może pełnić funkcję magazynów energii – mówi ekspert Łukasiewicz–ITR.
Z rozwiązania dostarczanego przez Łukasiewicz–ITR korzysta Innogy Stoen Operator. W 2019 roku operator jako pierwszy w Polsce uruchomił projekt badawczy poświęcony technologii V2G. Inteligentne stacje transformatorowe, dostarczane przez ZPUE Włoszczowa, pozwalają na pozyskanie energii elektrycznej z pojazdów i przekazanie jej do sieci dystrybucyjnej.
– Pozwalamy też integrować różnego typu urządzenia, takie jak farmy fotowoltaiczne. Mamy całe systemy, które pracują na zasadzie integratora urządzeń. Pobieramy dane z różnych urządzeń typu falowniki, zabezpieczenia, wszystko, co jest w ramach stacji fotowoltaicznej czy stacji magazynowania energii, i przekazujemy to do punktu obsługi operatora sieci dystrybucyjnej – wymienia Jakub Chudorliński.
System integracji urządzeń SPS z pojazdami, opracowany przez Łukasiewicz–ITR, opiera się na protokole wymiany danych Modbus, który jest wspólny dla urządzeń przemysłowych, motoryzacji i systemu inteligentnych domów.
– Nasz projekt jest na etapie pilotażowym. Na obecną chwilę wdrożyliśmy kilka tego typu obiektów, które pracują, zbieramy dane, żeby zamknąć to w formie finalnego produktu. Jeżeli chodzi o branże, w których to może zaowocować, to są to m.in. energetyka konwencjonalna, odnawialna oraz branża samochodów elektrycznych oraz integracja tych branż – podkreśla ekspert.

Według analityków Industry Research światowy rynek technologii V2G wypracuje do 2027 roku przychody sięgające niemal 858 mln dol. Dla porównania w 2020 roku było to zaledwie 21 mln dol.
Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza kompletne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: zdrowie, inteligentna mobilność, transformacja cyfrowa oraz zrównoważona gospodarka i czysta energia.

Amerykański pick-up Ford F-150 Lightning dokładnie ilustruje opisaną ideę. Posiada możliwość zasilania energią całego domu. Nowy F-150 Lightning zjedzie z linii montażowej w 2022 roku. Wraz z nowym modelem samochodu debiutuje Ford Intelligent Backup Power, zamieniający samochód w źródło energii dla gospodarstwa domowego. Dzięki zdolności do odprowadzania 9,6 kW mocy, inteligentny system zasilania awaryjnego Forda, jest w stanie utrzymać włączone światła podczas awarii energetycznej w domu, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo, zasilając choćby urządzenia AGD, systemy zabezpieczające i nie tylko.
Dzięki inteligentnemu zasilaniu awaryjnemu Forda, włączanemu przez 80-amperową stację ładującą Ford Charge Pro i system zarządzania domem, F-150 Lightning automatycznie włącza się, aby zaopatrywać dom w energię np. podczas awarii prądu. Po przywróceniu zasilania system automatycznie wraca do ładowania akumulatora w aucie. Opierając się na średnim zużyciu 30 kWh dziennie, F-150 Lightning z akumulatorem o zwiększonym zasięgu zapewnia pełne zasilanie w domu do trzech dni lub nawet do 10 dni, jeśli moc jest odpowiednio racjonowana.
W przyszłości Ford wprowadzi system Ford Intelligent Power, który może wykorzystywać ciężarówkę do zasilania domów w godzinach szczytu, które charakteryzują się wysokimi kosztami, jednocześnie korzystając z niskich stawek nocnych, aby naładować pojazd na czas przed poranną jazdą. Może to pomóc zaoszczędzić pieniądze na energii elektrycznej, która zasila pojazd i dom, a jednocześnie odciążyć sieć w godzinach szczytu.