Audi doet onderzoek naar bidirectionele oplaadtechnologie
Ingolstadt, 23 juli 2020 – Netwerkstabiliteit verhogen, elektriciteitskosten verlagen en bijdragen aan klimaatbescherming - dat is de visie die Audi en de Hager Group nastreven. De integratie van de elektrische auto in het binnenlandse elektriciteitsnet vormt de kern van een innovatief onderzoeksproject over bidirectioneel opladen. Vooral in combinatie met een fotovoltaïsch systeem biedt dit grote voordelen. Overtollige PV-elektriciteit kan tijdelijk worden opgeslagen en indien nodig worden geproduceerd.
Audi heeft zich gecommitteerd aan de doelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs en werkt eraan om zijn wagenpark CO2 . te maken -neutraal in 2050. Om dit doel te bereiken, voert het merk met de vier ringen een breed elektrisch offensief waarbij tegen 2025 zo'n 20 volledig elektrische modellen op de markt zullen komen. En dat niet alleen:de elektrische auto moet evolueren naar een steeds breder mobiliteitsaanbod en onderdeel worden van de duurzame energietransitie.
In de eerste helft van 2020 droegen hernieuwbare energiebronnen voor het eerst voor meer dan 50 procent bij aan de Duitse elektriciteitsmix. Het stijgende percentage gaat echter ook gepaard met een basisdilemma van wind- en zonne-energie:de opwekking van elektriciteit is niet altijd constant. Op zonnige dagen en perioden met harde wind is er vaak een gebrek aan capaciteit om de opgewekte energie op te slaan die het net niet kan gebruiken.
Naarmate het aantal geregistreerde elektrische auto's toeneemt, stijgt ook het aantal mobiele energieopslagen. Dit biedt een groot potentieel, mits de opslagcapaciteit intelligent kan worden benut. Daarom sloegen Audi en de Hager Group de handen ineen en ontwikkelden een onderzoeks- en oplossingsaanpak die financiële prikkels creëert en een grotere leveringszekerheid biedt:bidirectioneel laden. “Elektrische mobiliteit brengt de auto-industrie en de energiesector dichter bij elkaar. De accu van een Audi e-tron zou een eengezinswoning ongeveer een week zelfstandig van energie kunnen voorzien. Vooruitkijkend willen we dit potentieel toegankelijk maken en de elektrische auto onderdeel maken van de energietransitie als een energieopslagapparaat op vier wielen”, zegt Martin Dehm, technisch projectmanager bidirectioneel laden bij Audi.
Audi doet onderzoek naar bidirectionele oplaadtechnologie
De elektrische auto als flexibele energieopslag
Het idee is even simpel als geniaal:de hoogspanningsaccu van de elektrische auto wordt niet alleen thuis via de wallbox opgeladen, maar kan ook als decentraal opslagmedium energie terugleveren aan het huis. Als de klant een fotovoltaïsch systeem heeft, dient de elektrische auto als tijdelijk opslagmedium voor de in eigen land opgewekte eco-elektriciteit. Als de zon niet meer schijnt, kan het voertuig de opgeslagen elektriciteit terugleveren aan het huis.
Bidirectioneel opladen thuis - ook wel Vehicle to Home (V2H) genoemd - heeft een groot potentieel om de elektriciteitskosten van de huiseigenaar te verlagen en de netwerkstabiliteit te vergroten. Als verdere uitbreiding in combinatie met een woningopslag is het mogelijk om vrijwel volledige energieonafhankelijkheid en verhoogde leveringszekerheid in geval van stroomuitval te bereiken. “Het gebruik van de batterij van elektrische voertuigen om bij te dragen aan klimaatbescherming en tegelijkertijd de elektriciteitskosten te verlagen, is een visie die we al vanaf het begin fascineren. En in Audi hebben we een ideale partner gevonden”, legt Ulrich Reiner, projectmanager bij Hager Group, uit.
Audi doet onderzoek naar bidirectionele oplaadtechnologie
Bijna-serie technologie in gebruik
Wat in theorie eenvoudig klinkt, vereist een hoog niveau van technische intelligentie en gecoördineerde interactie tussen verschillende technische componenten op het gebied van infrastructuur en in het voertuig in de praktijk. In het onderzoeksproject werd een Audi e-tron gebruikt met bijna-serie oplaadtechnologie.
In de testgrid werkte het volledig elektrische Audi-model met een DC-wallbox, die een laadvermogen tot 12 kW mogelijk maakt, en een flexibel uitbreidbare thuisopslag met een vermogen van 9 kWh. Hoewel het extra flexibiliteit zou kunnen bieden bij mogelijke serieproductie, is het geen noodzakelijke vereiste voor bidirectioneel laden. Dankzij het gelijkspanningsniveau in het totale net heeft de verbinding tussen het PV-systeem en het voertuig geen omvormer nodig en is dus een bijzonder efficiënte oplossing.
Audi doet onderzoek naar bidirectionele oplaadtechnologie
Opladen met PV-elektriciteit bespaart geld
Bidirectioneel opladen richt zich voornamelijk op use cases waarbij huiseigenaren hun eigen fotovoltaïsche systeem gebruiken om te profiteren van kostengeoptimaliseerd opladen met hun in eigen land opgewekte elektriciteit. De elektrische auto slaat de overtollige elektriciteit van het PV-systeem op die niet wordt gebruikt door apparaten in huis. Als de klant variabele tarieven heeft, kan de elektrische auto het hele huis van stroom voorzien in fasen waarbij de elektriciteitsprijzen hoog zijn. 'S Nachts of tijdens niet-productieve tijden van het tarief, gebruikt de auto vervolgens goedkope elektriciteit om op te laden tot de gewenste doel-SOC (laadtoestand). Bidirectioneel laden zorgt ook voor een leveringszekerheid die verder gaat dan pure kostenoptimalisatie:in het geval van een stroomstoring kan het systeem het huis van energie voorzien via de krachtige HV-batterij of het kan zelfs een gebouw zonder netaansluiting zelfstandig laten werken in wat bekend staat als stand-alone operatie.
Audi doet onderzoek naar bidirectionele oplaadtechnologie
Dagelijkse bruikbaarheid in de focus van de ontwikkelaars
De ontwikkelaars maakten van alledaagse bruikbaarheid een topprioriteit. “Het behoud van mobiliteit staat bij ons centraal. Klanten hoeven zich dus niet te beperken om bidirectioneel opladen geschikt te maken voor dagelijks gebruik”, beschrijft Dehm de focus van de ontwikkeling. “Het intelligente laadbeheer beheert het optimale gebruik van de batterij, waardoor de kosteneffectiviteit van het totale systeem wordt gemaximaliseerd. Klanten kunnen het systeem heel gemakkelijk gebruiken – ze hoeven alleen maar de auto aan te sluiten en de rest gebeurt automatisch.”
Het gezamenlijke onderzoeksproject met de Hager Group heeft twee essentiële dingen bewezen:Klanten die hun eigen PV-systeem hebben, kunnen hun mobiliteit zo ontwerpen dat deze wordt geoptimaliseerd in termen van kosten en CO2 verbruik en neemt tegelijkertijd een deel van de last van het net.
Als positief neveneffect kunnen klanten met een elektrische auto van Audi een belangrijke bijdrage leveren aan het succes van de energietransitie. Het intelligente gebruik van de HV-batterij in het voertuig biedt ook mogelijkheden om een bestaande hulpbron die voorheen alleen voor mobiliteitsdoeleinden werd gebruikt, op een duurzame manier te gebruiken.
Afbeeldingen met dank aan Audi
