شحن السيارة إلى الشبكة

ما هو الشحن من مركبة إلى شبكة (V2G)؟

يعد الشحن من السيارة إلى الشبكة (V2G) تقنية تمكن السيارات الكهربائية (EVs) ليس فقط من سحب الكهرباء من الشبكة للشحن ولكن أيضًا لتفريغ الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة عند الحاجة. في جوهرها، فإنها تحول السيارات الكهربائية إلى وحدات تخزين طاقة متنقلة يمكن أن تساهم في موازنة شبكة الكهرباء.

فيما يلي كيفية عملها عادةً:

1. الشحن: عندما تكون السيارة الكهربائية متصلة بمحطة شحن، يمكنها سحب الكهرباء من الشبكة لشحن بطاريتها كالمعتاد.
2. التفريغ: خلال فترات ارتفاع الطلب أو عندما تحتاج الشبكة إلى الاستقرار، يمكن استخدام الطاقة المخزنة في بطارية EV لتزويد الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة. يتم ذلك من خلال نظام شحن ثنائي الاتجاه، والذي يسمح بتدفق الطاقة من بطارية السيارة إلى الشبكة.

تقدم تقنية V2G العديد من الفوائد المحتملة:

• استقرار الشبكة: يمكن أن تساعد المركبات الكهربائية في موازنة العرض والطلب على الكهرباء على الشبكة من خلال توفير طاقة إضافية خلال فترات ذروة الطلب أو التعويض عن التقلبات في توليد الطاقة المتجددة.
• تكاليف مخفضة: يمكن لمالكي المركبات الكهربائية تحقيق إيرادات عن طريق بيع الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة خلال أوقات ذروة الطلب، مما قد يعوض تكلفة شحن سياراتهم.
• زيادة تكامل الطاقة المتجددة: يمكن لـ V2G تسهيل تكامل مصادر الطاقة المتجددة من خلال توفير آلية لتخزين الطاقة المتجددة الزائدة عندما يتجاوز الإنتاج الطلب وإعادتها إلى الشبكة عند الحاجة.
• النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ: في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو حالات الطوارئ، يمكن أن تعمل المركبات الكهربائية التي تدعم V2G كمصادر طاقة احتياطية للمنازل أو البنية التحتية الحيوية.

ومع ذلك، هناك أيضًا تحديات واعتبارات مرتبطة بتقنية V2G، بما في ذلك التأثير على عمر البطارية، وقابلية التشغيل البيني بين المركبات والبنية التحتية للشحن، والأطر التنظيمية، ومخاوف الأمن السيبراني. على الرغم من هذه التحديات، تتمتع V2G بالقدرة على لعب دور مهم في مستقبل إدارة الطاقة واستقرار الشبكة.

‍

كيف تعمل السيارة إلى الشبكة؟

تمكّن تقنية Vehicle-to-grid (V2G) المركبات الكهربائية (EVs) من استهلاك الكهرباء وإعادة تزويد الطاقة إلى الشبكة عند الحاجة. إليك كيفية عملها بشكل عام:

1. البنية التحتية للشحن ثنائي الاتجاه: تعتمد V2G على البنية التحتية للشحن ثنائي الاتجاه، مما يعني أن محطات الشحن يمكنها شحن بطارية السيارة وتفريغ الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة.
2. بروتوكولات الاتصال: يجب أن يكون هناك نظام اتصال بين السيارة ومحطة الشحن ومشغل الشبكة. يسمح هذا النظام لمشغل الشبكة بإرسال إشارات إلى محطة الشحن لشحن السيارة أو تفريغ الكهرباء من بطاريتها إلى الشبكة.
3. استقرار الشبكة: عندما تواجه الشبكة ذروة الطلب أو عدم الاستقرار، كما هو الحال خلال فترات ارتفاع الطلب أو عندما يتقلب توليد الطاقة المتجددة، يمكن للمركبات التي تدعم V2G تغذية الكهرباء المخزنة في بطارياتها مرة أخرى إلى الشبكة لتحقيق الاستقرار فيها.
4. حوافز مالية: يتم تحفيز مالكي المركبات للمشاركة في برامج V2G من خلال الحوافز المالية. يمكنهم كسب المال عن طريق بيع الكهرباء الزائدة المخزنة في بطاريات سياراتهم إلى الشبكة أثناء ارتفاع الطلب وارتفاع أسعار الكهرباء.
5. إدارة البرامج: برنامج متقدم يدير تدفق الكهرباء بين الشبكة ومحطات الشحن والمركبات. يضمن هذا البرنامج شحن بطارية السيارة بشكل مناسب لاحتياجات المالك مع إعطاء الأولوية لاستقرار الشبكة والاستجابة للطلب.
6. إدارة تدهور البطارية: تحتاج أنظمة V2G إلى إدارة تأثير دورات الشحن والتفريغ المتكررة على عمر البطارية. يتم استخدام تقنيات إدارة البطارية المناسبة لتقليل التدهور والحفاظ على طول عمر البطارية.

بشكل عام، توفر تقنية V2G مزايا مثل استقرار الشبكة، وتكامل مصادر الطاقة المتجددة، والوفورات المحتملة في التكاليف لمالكي المركبات ومشغلي الشبكات. ومع ذلك، يعتمد اعتماد V2G على نطاق واسع على عوامل مثل تطوير البنية التحتية والأطر التنظيمية والتقدم التكنولوجي.

‍

هل الشحن ثنائي الاتجاه مفيد؟

يسمح الشحن ثنائي الاتجاه، المعروف أيضًا باسم تقنية السيارة إلى الشبكة (V2G)، للسيارات الكهربائية (EVs) باستهلاك الطاقة وتغذية الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة. هذه القدرة لها العديد من الفوائد المحتملة:

1. استقرار الشبكة: يمكن أن يساعد الشحن ثنائي الاتجاه في تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الكهرباء، خاصة أثناء ذروة الاستخدام. يمكن للمركبات الكهربائية تخزين الطاقة الزائدة عندما يكون الطلب منخفضًا وإعادتها إلى الشبكة عندما يكون الطلب مرتفعًا، مما يساعد على استقرار الشبكة.
2. تكامل الطاقة المتجددة: يمكن أن يسهل الشحن ثنائي الاتجاه دمج مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، في الشبكة. يمكن للمركبات الكهربائية تخزين الطاقة المتجددة الزائدة المتولدة خلال فترات الإنتاج المرتفع وإعادتها إلى الشبكة عندما يكون توليد الطاقة المتجددة منخفضًا.
3. انخفاض تكاليف الكهرباء: يمكن لمالكي المركبات الكهربائية كسب المال من خلال المشاركة في برامج الاستجابة للطلب أو بيع الطاقة الزائدة مرة أخرى إلى الشبكة خلال أوقات الذروة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعويض رسوم مركباتهم وتوفير دخل إضافي.
4. طاقة الطوارئ: في حالات الطوارئ، مثل انقطاع التيار الكهربائي أو الكوارث الطبيعية، يمكن للشحن ثنائي الاتجاه تمكين المركبات الكهربائية من العمل كمصادر طاقة متنقلة، وتوفير الكهرباء للمنازل أو البنية التحتية الحيوية.

ومع ذلك، هناك أيضًا تحديات وقيود يجب مراعاتها:

1. تدهور البطارية: قد يؤدي الشحن ثنائي الاتجاه إلى تسريع تدهور البطارية، حيث يتضمن دورات شحن وتفريغ متكررة. قد يؤدي ذلك إلى تقليل عمر بطاريات EV وزيادة تكاليف الصيانة.
2. متطلبات البنية التحتية: يتطلب تنفيذ الشحن ثنائي الاتجاه بنية تحتية متوافقة، بما في ذلك تقنية الشبكة الذكية ومحطات الشحن ثنائية الاتجاه. قد يكون هذا الاستثمار في البنية التحتية مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.
3. عقبات تنظيمية: قد تختلف الأطر التنظيمية ومعايير الشحن ثنائي الاتجاه بين المناطق، مما يشكل تحديات لاعتمادها على نطاق واسع.
4. سلوك المستهلك: قد يتردد مالكو المركبات الكهربائية في المشاركة في برامج الشحن ثنائي الاتجاه بسبب مخاوف بشأن تدهور البطارية والموثوقية والإزعاج المحتمل.

بشكل عام، في حين أن الشحن ثنائي الاتجاه لديه القدرة على تقديم فوائد كبيرة لاستقرار الشبكة وتكامل الطاقة المتجددة وتوفير التكاليف، فإن اعتماده على نطاق واسع سيعتمد على معالجة التحديات التقنية والاقتصادية والتنظيمية.

‍

هل يمكن لأي مركبة كهربائية القيام بشحن ثنائي الاتجاه؟

يسمح الشحن ثنائي الاتجاه، المعروف أيضًا باسم قدرة السيارة إلى الشبكة (V2G) أو من السيارة إلى المنزل (V2H)، للمركبات الكهربائية (EVs) ليس فقط بتلقي الطاقة من الشبكة ولكن أيضًا بتفريغ الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة أو الأجهزة الأخرى مثل المنزل أو المكتب. اعتبارًا من التحديث الأخير، لا تحتوي جميع المركبات الكهربائية على إمكانية شحن ثنائية الاتجاه مدمجة. ومع ذلك، تم تصميم بعض طرازات EV الجديدة وأنواع معينة من بطاريات EV لدعم الشحن ثنائي الاتجاه.

على سبيل المثال، كانت نيسان رائدة في هذا المجال من خلال سيارتها الكهربائية Leaf. يمكن استخدام Nissan Leaf مع منفذ CHAdeMO (الشحن السريع) للشحن ثنائي الاتجاه بالمعدات المناسبة. تستكشف الشركات المصنعة الأخرى، مثل Hyundai، أيضًا قدرات الشحن ثنائي الاتجاه في سياراتها الكهربائية.

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من وجود التكنولوجيا، فإن الاعتماد الواسع النطاق للبنية التحتية للشحن ثنائي الاتجاه قد يستغرق بعض الوقت بسبب التحديات التنظيمية والتقنية. ليست كل بطاريات EV مناسبة لدورات الشحن ثنائية الاتجاه المتكررة بحيث قد يختلف هذا التوافق اعتمادًا على السيارة وتقنية البطارية الخاصة بها.

‍

ما الفرق بين السيارة إلى الشبكة والمركبة إلى المنزل؟

تعد كل من السيارة إلى الشبكة (V2G) والمركبة إلى المنزل (V2H) من التقنيات التي تستفيد من سعة تخزين بطاريات المركبات الكهربائية (EVs) لتوفير الكهرباء بما يتجاوز مجرد النقل. ومع ذلك، فإنها تختلف في أغراضها ووظائفها الأساسية:

1. من مركبة إلى شبكة (V2G):
   • تسمح تقنية V2G للسيارات الكهربائية بتفريغ الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة عند توصيلها. وهذا يعني أنه خلال فترات ارتفاع الطلب على الكهرباء، مثل ساعات الذروة، يمكن للمركبات الكهربائية تغذية الطاقة الفائضة من بطارياتها إلى الشبكة.
   • الغرض الأساسي من V2G هو توفير خدمات استقرار الشبكة والاستجابة للطلب. فهي تساعد على موازنة شبكة الكهرباء من خلال توفير طاقة إضافية خلال أوقات الذروة أو التعويض عن التقلبات في توليد الطاقة المتجددة.
   • تتطلب V2G بنية تحتية متخصصة للشحن ثنائي الاتجاه تتيح تدفق الكهرباء في كلا الاتجاهين بين السيارة والشبكة.
2. من السيارة إلى المنزل (V2H):
   • تسمح تقنية V2H للسيارات الكهربائية بتشغيل المنزل أو الأجهزة الأخرى مباشرة من بطارياتها. تعمل السيارة الكهربائية كمصدر طاقة احتياطي للمنزل أثناء الانقطاعات أو حالات الطوارئ.
   • الغرض الأساسي من V2H هو توفير طاقة احتياطية وزيادة المرونة في حالات انقطاع التيار الكهربائي. إنه يسمح لأصحاب المنازل باستخدام مركباتهم الكهربائية كوحدات تخزين طاقة متنقلة، والاستفادة من سعة البطارية للحفاظ على تشغيل الأجهزة الأساسية.
   • تتطلب أنظمة V2H عادةً شاحنًا ثنائي الاتجاه مشابهًا لـ V2G، ولكن تدفق الطاقة موجه نحو المنزل بدلاً من الشبكة.

باختصار، بينما يستخدم كل من V2G و V2H تخزين بطارية السيارة الكهربائية لتوفير فائدة إضافية تتجاوز النقل، تركز V2G على استقرار الشبكة وخدمات الاستجابة للطلب، بينما تعطي V2H الأولوية لتوفير طاقة احتياطية للمنازل أثناء انقطاع التيار.