تقنية تحويل السيارة إلى شبكة (V2G) أو الشحن ثنائي الاتجاه هي نظام طاقة ثنائي الاتجاه بين السيارة والشبكة. تقوم الفكرة وراء تقنية تحويل السيارة إلى شبكة (V2G) على استخدام بطاريات السيارة كوحدة تخزين. ثم يتم استخدام هذه الطاقة المخزنة لتبادل الطاقة بين بطارية السيارة الكهربائية وشبكة الطاقة.
إن امتداد تقنية V2G هو V2X، والتي تعني من مركبة إلى كل شيء. تستخدم تقنية V2X نفس مبدأ V2G ولكنها توفر الطاقة لأي جهاز أو شبكة كهربائية، وليس فقط شبكة الطاقة.
جدول المحتويات
كيف تعمل شبكة الاتصال من مركبة إلى شبكة؟
تشبه تقنية V2G الشحن الذكي العكسي للمركبات الكهربائية. فهي ترسل الطاقة إلى الشبكة عند ذروة الطلب ثم تعيد شحنها من شبكة الطاقة خلال فترات انخفاض الطلب. ومن هنا جاءت التسمية - الشحن ثنائي الاتجاه للمركبات الكهربائية.
وبعبارة أخرى، يشتري مستخدمو السيارات الكهربائية الطاقة من شبكة الكهرباء عندما تكون التكاليف منخفضة ويعيدون بيعها عندما تكون الأسعار مرتفعة. وفي معظم الحالات اليوم، يعني ذلك شحنها ليلاً وإعادة إرسالها خلال النهار. يمكن لتكنولوجيا تحويل السيارة إلى شبكة أن توفر المال لمستخدمي السيارات الكهربائية، وفي الوقت نفسه تساعد في موازنة شبكة الكهرباء الكهربائية.
وراء تقنية V2G، هي تقنية ذكية برنامج شحن السيارات الكهربائية التي تتحكم في العملية بأكملها. يضمن البرنامج الذكي أن تقوم السيارة الكهربائية بإرجاع كمية الطاقة التي لا تحتاجها فقط.
الأولوية الأولى هي أن يكون لدى المستخدم دائماً ما يكفي من الطاقة للقيام بكل قيادته اليومية.
دعونا نلقي نظرة على بعض السيناريوهات الافتراضية الواقعية المبسطة لتكنولوجيا V2G!
أمثلة من الواقع العملي على تقنية V2G
- تمتلك إحدى الشركات 100 سيارة كهربائية في أسطولها. يتم توصيلها جميعاً بالكهرباء وشحنها بالكامل في الصباح. يقوم مدير الأسطول بإرسال 80 مركبة في مساراتها اليومية. 20 مركبة خالية في ذلك اليوم. بالنسبة لهذه المركبات الكهربائية الـ 20، يقوم بتمكين وضع السيارة إلى الشبكة مع ضبط الحد الأدنى لمستوى شحن البطارية على 70% لإبقائها قيد التشغيل عند الحاجة. مع وضع V2G، تحقق الشركة أرباحاً من هذه المركبات العشرين حتى لو كانت متوقفة.
- يقوم مستخدم خاص بشحن سيارته الكهربائية ليلاً عندما تكون الكهرباء أرخص. يبلغ مدى سيارته 400 كم ببطارية ممتلئة. ويقطع يومياً مسافة 100 كم إجمالاً. لذا فهو يقوم بتمكين V2G، وتقوم السيارة بإعادة الطاقة إلى الشبكة عندما تكون الكهرباء أغلى ثمناً مع الحفاظ على طاقة كافية له للقيام بقيادته اليومية.
- يستخدم مالك المنزل الألواح الشمسية. يتم تخزين الكهرباء المنتجة في بطارية السيارة. ويمكنه استخدام هذه الطاقة لتشغيل منزله، وإذا كان لا يزال هناك أي طاقة متبقية، فإنه يعيدها إلى الشبكة للحصول على ربح. كل ذلك مع الحفاظ على سيارته عند مستوى شحن البطارية الذي يحتاجه لقيادته.
- يشحن سائق سيارة كهربائية سيارته طوال الليل ويقودها إلى العمل. وهناك يقوم بتوصيل الشاحن بشاحن V2G وتمكين V2G. أثناء وجود السيارة في العمل، تقوم السيارة بإرجاع الطاقة من أجل الربح، مما يترك له شحناً كافياً للقيادة إلى المنزل.
فوائد تقنية "من مركبة إلى شبكة
إذا أصبحت تقنية توصيل السيارة بالشبكة (V2G) منتشرة على نطاق واسع، فستعود بالنفع الكبير على شبكة الطاقة وتجربة عملاء السيارات الكهربائية (UX) واعتماد السيارات الكهربائية.
فيما يلي بعض الفوائد الأساسية لتقنية توصيل السيارة بالشبكة (V2G):
- ستعمل تقنية V2G تقليل الضغط على شبكة الكهرباء وتعزيز إمكانية تحقيق توازن الشبكة. يمكن تحقيق هذا التوازن دون توسيع البنية التحتية لتوليد الطاقة ويمكن أن يقدم حلاً لتحديات البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية. يمكن أن تفيد تقنية V2G شبكة الطاقة بأكملها وتساعد الشبكات المحلية الموجودة في الشركات أو المجمعات السكنية.
- يمكن أن توفر تقنية "من مركبة إلى شبكة تخزين الطاقة اللامركزي اللامركزي الرخيص والسريع في أوقات الإفراط في إنتاج الكهرباء. فمن الواجب البيئي عدم ترك الكهرباء تضيع مع وجود مثل هذه الإمكانيات التخزينية في السيارات الكهربائية.
- يمكن أن تكون تقنية V2G أيضًا تقنية مثالية لتسهيل إدارة وتحديد سلوك المستخدم والاستخدام الفعلي للطاقة.
- يمكن أن تعمل تقنية توصيل المركبات بالشبكة أيضًا كوسيلة إضافية أداة تسويق لجعل السيارات الكهربائية أكثر جاذبية لعامة الناس وأساطيل الشركات لتسريع اعتماد السيارات الكهربائية.
كيف؟
يمكن أن تساعد نماذج الأعمال الجديدة الناشئة حول تقنية V2G المستخدمين على تحقيق الدخل من امتلاك سيارة كهربائية.
نموذج الأعمال V2G
لقد ذكرنا بالفعل نموذج العمل الأساسي حول تكنولوجيا تحويل المركبات إلى شبكة. إنه الشراء (الشحن) بسعر رخيص والبيع (الإرجاع) بربح.
لنكن صادقين. لا يقلق عامة الناس كثيراً بشأن استقرار الشبكة.
تكمن جاذبية تقنية V2G في حقيقة أن يمكن أن تكون المركبات الكهربائية أيضًا مصدرًا للدخل أو على الأقل خفض تكلفتها التشغيلية.
لقد اعتدنا أن السيارة لا تمثل سوى تكلفة، ولكن مع تقنية V2G، يمكننا أن نبدأ بالفعل في جني المال من خلالها. وهذا يفتح طيفاً جديداً بالكامل من نماذج الأعمال وأساليب التسويق.
ولكي يكون نموذج الأعمال من المركبة إلى الشبكة (V2G) قابلاً للتطبيق، يجب أن يكون قائماً على قابلية التكرار والتوسع.
إذا انتشرت تقنية V2G على نطاق واسع, يمكن لأي شخص المشاركةمن سائقي المركبات الكهربائية الخاصة إلى الشركات الكبيرة التي تدير أساطيل ضخمة من المركبات الكهربائية.
ولكن هناك مشكلة. فلكي ينجح هذا الأمر، ستحتاج شركات المرافق ومقدمو خدمات التنقل الكهربائي (EMSP) ومشغلو نقاط الشحن (CPO) إلى إنشاء نماذج أعمال وعروض جذابة للجيل الثاني من الطاقة الكهربائية.
نموذج الأعمال V2G لأساطيل الشركات
ستقوم الشركات التي تشغل أساطيل كبيرة "بالقفز أولاً" على متن قطار تحويل المركبات إلى شبكة. نظرًا لأن اعتماد السيارات الكهربائية في الأساطيل بدأ بالفعل، فمن المنطقي أن تغتنم الشركات هذه الفرصة خفض التكاليف التشغيلية لأسطولها مع نماذج الأعمال V2G.
في الواقع، إذا نظرنا إلى الأماكن التي بدأ فيها استخدام تقنية V2G بالفعل، فسنجدها في أساطيل السيارات الكهربائية.
تتطلب الأساطيل إدارة أسطول السيارات الكهربائية ومع وجود هذا البرنامج، تصبح خطوة تطبيق تقنية V2G أبسط بكثير.
مع وجود العديد من المركبات في الأسطول، يمكن أن تمثل تقنية V2G مصدراً إضافياً كبيراً للإيرادات إذا تم تنفيذها بشكل صحيح.
في أطروحة الدكتوراه كوفمان حول نموذج أعمال تحويل المركبات إلى شبكة في السوق السويسرية، حسبت A. Kaufmann أنه مع تشغيل V2G لمدة 12 ساعة في اليوم، يمكن أن تكسب السيارة حوالي 100 يورو (105 دولارات أمريكية) شهريًا من العائدات.
وهذا يعادل حوالي 1200 يورو (1270 دولاراً أمريكياً) سنوياً لكل مركبة دون أي جهد إضافي. ضاعف ذلك مع جميع السيارات الكهربائية في أسطول السيارات، ويمكننا أن نصل إلى مبلغ كبير يمكن أن يسدد بسرعة جميع الاستثمارات في معدات V2G و Smart برنامج شحن السيارات الكهربائية مطلوبة.
ضع في اعتبارك أن هذا الحساب تم إجراؤه في عام 2017 لشاحن سيارة كهربائية ثنائي الاتجاه بقدرة 10 كيلوواط، ويستند إلى أسعار الكهرباء في ذلك الوقت.
حسبت دراسة أخرى أُجريت في النرويج في عام 2019 إجمالي الإيرادات السنوية المكتسبة بحوالي 1900 يورو (2000 دولار أمريكي).
نموذج أعمال V2G لمستخدمي السيارات الكهربائية الخاصة
إن نموذج أعمال V2G لمستخدمي السيارات الكهربائية الخاصة هو نفسه بالنسبة للأساطيل. والفرق الوحيد هو أنه يتم على نطاق أصغر.
وهذا يعني أن إجمالي الإيرادات التي يمكن أن يحققها المستخدم الخاص أقل.
ونظراً لأن تقنية V2G تحتاج إلى معدات وبرامج أكثر تكلفة من الشحن المنزلي العادي للمركبات الكهربائية، فسوف يستغرق الاستثمار وقتاً أطول حتى يعود بالربح.
ولكن علينا أن ننظر إلى الصورة الأكبر.
كما يمتلك العديد من مالكي المنازل ألواحاً شمسية تولد الكهرباء وتعيدها إلى شبكة الكهرباء. وبفضل تقنية V2G، يمكن لأصحاب المنازل تخزين هذه الكهرباء واستخدامها لاحقاً.
سيكون الوضع الأمثل هو عندما يتمكن المنزل من الجمع بين الطاقة الشمسية وطاقة V2G أو V2H (من السيارة إلى المنزل) وشبكة الطاقة المنزلية.
ومن شأن ذلك أن يخلق بيئة يتم فيها أخذ الكهرباء من الشبكة عندما تكون رخيصة الثمن وإعادتها أو استخدامها عندما تكون باهظة الثمن.
إذا تدخلت شركات المرافق وشركات خدمات الطاقة المتجددة والحكومات وساعدت في الاستثمار في تكنولوجيا تحويل المركبات إلى شبكة، فسيعود ذلك بالنفع على المجتمع بأسره.
المتطلبات التقنية لتوصيل المركبة بالشبكة
لكي تعمل تقنية "من مركبة إلى شبكة" يجب استيفاء العديد من المتطلبات التقنية.
محطة شحن V2G
الشاحن الأول عبارة عن شاحن كهربائي مخصص لتوصيل السيارة إلى الشبكة. وكما يوحي الاسم، فهو ليس شاحن سيارة كهربائية عادية، ولكنه شاحن ثنائي الاتجاه يدعم وظيفة V2G. وهي ليست شائعة في السوق، ولكنها موجودة، وسيتوفر المزيد منها عندما تنتقل التكنولوجيا من المشاريع إلى الاعتماد التجاري.
لكي تعمل تقنية V2G، يجب أن يكون هناك اتصال بين السيارة الكهربائية ومحطة شحن السيارة الكهربائية والواجهة الخلفية الشحن الذكي للمركبات الكهربائية برنامج الإدارة أمر بالغ الأهمية. يجب أن يتحكم البرنامج في مقدار الكهرباء التي تسحبها السيارة الكهربائية من محطة الشحن ومقدار ما تعيده.
يتم تمكين هذا الاتصال من خلال ISO 15118، الذي يسمح للمركبة الكهربائية بالإبلاغ عن حالة شحن بطاريتها إلى محطة الشحن وبروتوكول OCPP 2.0 للاتصال بين محطة الشحن وبرنامج الواجهة الخلفية.
إذا كان هذا يبدو مألوفاً، فأنت على حق. إنه نفس شرط توصيل وشحن السيارات الكهربائية.
السيارات الكهربائية المتوافقة مع تقنية V2G (EV)
في الوقت الحالي، يبدو أن الشركات المصنعة للسيارات الكهربائية، مع استثناءات قليلة، ليست متحمسة جداً لاعتماد تكنولوجيا تحويل السيارة إلى شبكة.
لا يوجد الكثير من السيارات المتوافقة مع تقنية V2G في السوق، حيث لم يتم التأكيد رسمياً على توافقها مع تقنية V2G سوى نيسان ليف وميتسوبيشي أوتلاندر وفورد F-150 Lightning عند كتابة هذا المقال.
تُعد هيونداي وكيا وإم جي وبورش هي السيارات المرشحة التالية الأكثر احتمالاً، ولكن لا يوجد تأكيد رسمي.
هناك شائعات بأن سيارة تسلا يمكن أن تدعم تقنية V2G، ولكن الشركة تنصح بعدم استخدام تقنية V2G، وقد تبطل الضمان عند القيام بذلك.
يمكن القول إنه لكي تنجح تقنية V2G، يجب على صانعي السيارات القيام بدورهم أيضاً.
برنامج شحن السيارات الكهربائية المتوافق مع V2G
الجزء الأخير هو الأبسط!
أي الشحن الذكي للمركبات الكهربائية يمكن ترقية الحل البرمجي بسهولة نسبياً لدعم حل "من المركبة إلى الشبكة" (v2G) أو "من المركبة إلى المنزل" (V2H) أو "من المركبة إلى الحمولة" (V2L) أو "من المركبة إلى كل شيء" (V2X).
لا تحتاج إلى أي ترقية خاصة طالما أنها "ذكية" بالفعل (وليس فقط تسويقها على هذا النحو). هذا يعني أنه يجب أن يدعم وظائف مثل التوصيل والشحن, إدارة الأحمال الديناميكية لشحن السيارات الكهربائية, موازنة حمل شحن السيارات الكهربائيةإلخ.
ربما يكون الجزء الأصعب هو أنه يحتاج إلى دعم متقدم فوترة المركبات الكهربائية لتكون قادرة على معالجة نماذج الأعمال من المركبة إلى الشبكة.
هل ستؤثر تقنية V2G على عمر بطارية السيارة؟
مع شحن بطارية V2G وتفريغها من البطارية، فإن السؤال الأكثر شيوعاً لدى مالكي السيارات هو ما إذا كان ذلك سيؤثر على عمر البطارية. ونظراً لأن البطارية هي أغلى جزء في السيارة الكهربائية، فإن هذا السؤال في مكانه الصحيح.
توجد دراسات حول هذا الموضوع ولكن في بعض الأحيان يكون لها استنتاجات متناقضة. للحصول على رؤية فنية رائعة حول هذه الدراسات، اقرأ هنا.
على الأقل في الوقت الراهن، تُظهر أحدث الدراسات أن تقنية تحويل المركبات إلى شبكة يجب أن تتضمن برنامجاً مناسباً لإدارة البطارية لمنع دورات التفريغ الضارة.
يقول الخبراء إن تقنية V2G لن تؤثر على عمر البطارية (أو بالحد الأدنى) إذا تم كل شيء بشكل صحيح. حتى أن بعض العلماء يزعمون أن تقنية V2G يمكن أن تحسنها بالفعل.
ويبقى السؤال ما إذا كان المستخدمون سيثقون في هذه الادعاءات وما إذا كانت المكافأة مغرية بما يكفي لتجربتها.
لقد قطعت تقنية "من مركبة إلى شبكة" شوطاً طويلاً منذ نشر النظرية لأول مرة منذ أكثر من 20 عاماً. إذا أصبحت منتشرة على نطاق واسع ومتى سنرى. على الأقل، من الناحية النظرية، إنه مفهوم رائع.
هل تريد الحصول على مزيد من المعلومات حول حلولنا؟ اترك تعليقًا أدناه أو جدولة عرض توضيحي!
