Ricarica ibridi plug-in su una Smart Grid

Un membro del personale Toyota tiene una presa di ricarica accanto a una Toyota Prius ibrida plug-in durante l'EV JAPAN, a Tokyo. Guarda altre foto di auto ibride plug-in. Kiyoshi Ota / Getty Images

La ricarica di ibridi plug-in su una smart grid è più che la semplice trasmissione di energia al pacco batteria dell'auto quando necessario. Se i piani vanno a buon fine e gli ibridi plug-in prendono piede, la rete e le auto potrebbero funzionare in tandem, attenuando il flusso e il flusso di energia nella rete, immagazzinando alternativamente energia e fornendo energia secondo necessità.

I PHEV offrono il meglio di due mondi: l'economia di un veicolo elettrico e la grinta di un motore a gas. Ancora più importante, l'auto può spostarsi tra le due fonti di carburante - gas ed elettrico - secondo necessità o come desiderato. È quest'ultima abilità, la parte "come voluta", dove i PHEV brillano davvero. Il proprietario può scegliere tra il carburante meno costoso o una combinazione dei due e risparmiare denaro a lungo termine. E lo stesso motore a gas può persino ricaricare le batterie o agire da generatore su una rete intelligente se viene comandato di accendersi.

Tuttavia, sebbene la tecnologia sia ampiamente presente per rendere la partnership una realtà, deve ancora essere standardizzata o perfezionata. A ciò si aggiunge la spinta per i veicoli completamente elettrici rispetto agli ibridi.

Eppure la combinazione di PHEV e smart grid offre uno scorcio di un futuro intrigante e che potrebbe diventare fattibile.

Facciamo il plug-in e guardiamo cosa succede.

Generalmente la batteria della tua auto viene caricata durante la notte, probabilmente su un sistema di livello 2, quando la domanda di elettricità è più bassa, così come il costo. La maggior parte delle stime stimano il costo dell'elettricità durante questo periodo, in media, all'incirca all'incirca a $ 1 per gallone.

Vai al lavoro, ti colleghi a una stazione di ricarica e fai il pieno per tornare a casa. Una volta a casa, ricollegalo e preparati per la mattina.

Il vantaggio di una smart grid arriva quando una giornata normale, dal punto di vista elettrico, non è più normale.

Immagina che le temperature siano salite fino agli anni '90. Gli operatori di rete sanno che ci sarà un'enorme domanda di elettricità e i prezzi aumenteranno. La rete invia un messaggio alla tua auto, utilizzando la tecnologia wireless o "parlando" attraverso le linee elettriche, dicendole di usare il gas al posto dell'elettricità sul tragitto perché l'elettricità sarà più costosa. L'auto riceve il messaggio, poi ti dice quando sali e la avvia.

Arrivi al lavoro e la domanda è ancora alta. Ti colleghi e la rete prosciuga la batteria per soddisfare la domanda. Non preoccuparti; sta facendo la stessa cosa anche con tutte le altre batterie a cui può accedere. La quantità di elettricità che utilizza viene accreditata sul tuo account.

A metà mattinata il picco è finito e la rete inizia a ricaricare le batterie. Nel momento in cui esci per casa, il viaggio può essere compiuto senza gas.

Prima che tutto ciò diventi realtà, tuttavia, più PHEV e veicoli completamente elettrici devono popolare le strade. Una delle idee alla base dei PHEV sulla smart grid è quella di utilizzare le auto come fonti di batterie mobili. Più fonti ci sono, maggiore è la variabilità che offrono e più utenti utilizzano il sistema.

Marc Geller, co-fondatore di Plug In America, un gruppo di difesa dei veicoli elettrici, ha affermato che gran parte della tecnologia esiste per caricare i veicoli elettrici in modo efficace e prudente dalla rete esistente. Invece, ibridi plug-in e veicoli elettrici sono visti come il posto migliore per far nascere una rete intelligente, che sia il momento per uno o meno.

Ma l'impulso c'è e le aziende elettriche e le case automobilistiche stanno sperimentando la tecnologia delle reti intelligenti e l'unica tecnologia che potrebbe far accadere tutto: la stazione di ricarica.

I PHEV hanno bisogno di succo, tuttavia, e la maggior parte si ricarica tramite una presa elettrica o un sistema di ricarica domestico dedicato. La batteria e i sistemi elettromotrice servono a risparmiare sul gas spostando l'auto quando utilizza più gas, ad esempio da una partenza da fermo o manovre a bassa velocità. Il motore a gas prende il sopravvento a velocità più elevate quando l'auto è più efficiente nei consumi.

Alcuni PHEV utilizzano il motore a gas per far funzionare un generatore per ricaricare il pacco batteria. Altri usano i due sistemi in cooperazione indipendente. Diverse importanti case automobilistiche, tra cui Ford e Toyota, stanno sperimentando diverse tecnologie PHEV, oltre a veicoli completamente elettrici.

Le stazioni di ricarica della rete intelligente, sebbene non siano una realtà in questo momento, probabilmente assumeranno due gusti: la stazione di casa e quelle utilizzate da aziende e imprese.

Diverse località negli Stati Uniti hanno installato stazioni di ricarica in grado di caricare quasi completamente un veicolo elettrico in poche ore. Queste sono generalmente stazioni di ricarica di livello 2.

Ci sono diverse aziende che ora lavorano con i produttori di automobili per portare in linea qualcosa di simile a una stazione di livello 3.

Nel 2010 GE ha distribuito la WattStation per gli utenti commerciali. La stazione, a un prezzo di oltre $ 5.000, ha consentito alle aziende di installare un punto di ricarica per i propri clienti che sembrava buono e funzionava bene con capacità di ricarica di livello 2. Di recente GE ha lanciato una stazione di ricarica per veicoli elettrici con montaggio a parete con funzionalità di livello 2. Le unità costano poco più di $ 1.000, dovrebbero essere installate da professionisti e offrono una ricarica di livello 2.

GE ha affermato che la WattStation è progettata per cambiare con la futura smart grid e può essere programmata per gestire la potenziale comunicazione estesa tra auto e rete.

Sebbene la comunicazione sia la chiave per una rete intelligente efficace, la maggior parte dei consumatori desidera una stazione di ricarica che alimenta l'auto il più rapidamente possibile.

La tecnologia all'orizzonte per la velocità nel 2011 è CHAdeMO. Sebbene sia più un protocollo che una tecnologia distintiva, CHAdeMO utilizza la tensione CC, una spina speciale e un programma di ricarica specifico per caricare un tipico pacco batteria in meno di mezz'ora. Questa è l'elusiva carica di livello 3. AAA ha recentemente annunciato che inizieranno, in un lasso di tempo non specificato, offrendo un servizio di ricarica di veicoli elettrici con una possibile capacità di livello 3 utilizzando CHAdeMO.

Questa velocità, concordano la maggior parte degli esperti, determinerà se i veicoli elettrici diventeranno comuni e la smart grid farà affidamento sui veicoli elettrici se vuole diventare realtà.

Una mappa del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti che mostra le stazioni di ricarica offre uno sguardo in un panorama in evoluzione dei veicoli elettrici e illustra alcune sorprese nel mondo dei veicoli elettrici.

Ad esempio, lo Stato di Washington offre un numero relativamente elevato di stazioni di ricarica pubbliche, tra 100 e 200, il che non sorprende per una parte del paese molto ecologicamente orientata. Proprio lì con Washington verde, tuttavia, è il Texas ricco di petrolio. La California ne vanta 500, il Kentucky non ne ha.

Per Geller, di Plug In America, il modo migliore per vedere più stazioni è produrre più veicoli elettrici e averne di più sulla strada. "In questo momento i produttori non possono soddisfare la domanda", ha detto.

Una volta che più veicoli elettrici saranno disponibili, più persone accetteranno l'idea. Più accettano l'idea, più le case automobilistiche vorranno stazioni di ricarica nei luoghi pubblici, nelle aziende e nelle case.

Allora CHAdeMO, la WattStation e altre stazioni con cui progettisti e ingegneri stanno solo giocando, diventeranno realtà.

Il succo

I veicoli elettrici ibridi plug-in sono qualcosa come un anello mancante automobilistico. La tecnologia abbina un motore a gas tradizionale, anche se solitamente molto più piccolo, con un pacco batterie in grado di muovere l'auto come un veicolo elettrico o come accessorio al motore.

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• Come si confronta il chilometraggio degli ibridi plug-in con quello di altre auto?

fonti

• Cars.com. "AAA per offrire ricarica mobile EV". (2 luglio 2011) http://blogs.cars.com/kickingtires/2011/06/aaa-to-offer-mobile-ev-charging.html
• GE Electric Vehicles http://www.ge.com/innovation/electric_vehicles/index.html
• Geller, Marc. Co-fondatore di Plug In America. Intervista personale condotta il 6 luglio 2011.
• Lazar, Jim, John Joyce, Xavier Baldwin. "Veicoli ibridi plug-in, energia eolica e smart grid". white paper presentato nel gennaio 2008. (5 luglio 2011) http://www.raponline.org/docs/RAP_Lazar_PHEV-WindAndSmartGrid_2007_12_31.pdf
• MatterNetwork.com. "Gli ibridi plug-in aumentano la domanda di smart grid". (3 luglio 2011) http://www.matternetwork.com/plug-in-hybrids-rev-up-power-grid.cfm
• Microgrid Energy. "Microgrid installa la prima stazione di ricarica per veicoli elettrici in rete di St. Louis". (4 luglio 2011) http://microgridenergy.com/microgrid-installs-st-louis%e2%80%99s-first-networked-ev-charging-station/
• Collega l'America. (6 luglio 2011) http://www.pluginamerica.org
• Rete intelligente. (6 luglio 2011) http://www.smartgrid.gov
• Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "Stazioni di ricarica per veicoli elettrici". http://www.afdc.energy.gov/afdc/fuels/electricity_locations.html
• Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "Un milione di veicoli elettrici entro il 2015". (1 luglio 2011) http://www.energy.gov/media/1_Million_Electric_Vehicle_Report_Final.pdf