Společnosti Audi a Hager Group usilují o realizaci vize vyšší stability elektrických sítí, nižších nákladů na elektrickou energii a přispívání k ochraně klimatu. Inovativní výzkumný projekt je založen na zapojení elektromobilu do domácí elektrické sítě a na využívání dvousměrného nabíjení. Toto řešení nabízí velké přednosti především v kombinaci s fotovoltaickými panely. Přebytečnou elektrickou energii ze solární elektrárny lze dočasně ukládat a v případě potřeby vracet do sítě.
Audi se hlásí k cílům Pařížské dohody o změně klimatu a pracuje na dosažení neutrální bilance emisí CO2 své produktové řady do roku 2050. Značka se čtyřmi kruhy uskutečňuje s ohledem na vytyčené cíle rozsáhlou elektrickou ofenzivu, která přinese 20 výhradně elektricky poháněných modelů do roku 2025. Elektromobil se kromě toho stane součástí stále širší nabídky mobility a základem trvale udržitelné energetické transformace.
Obnovitelné zdroje se v prvním pololetí 2020 poprvé podílely na celkové výrobě elektrické energie v Německu více než 50 procenty. S rostoucím podílem získává na závažnosti také základní nedostatek větrných a solárních elektráren. Jejich výroba elektrické energie totiž není vždy konstantní. Během slunečných dnů a v obdobích silných větrů chybějí často kapacity pro ukládání vyrobené elektrické energie, kterou elektrická síť nemůže odebírat.
S rostoucími počty registrovaných elektromobilů se zvyšuje počet mobilních zásobníků energie. To představuje velký potenciál, pokud by bylo možné jejich kapacitu inteligentně využívat. Společnosti Audi a Hager Group proto připravily společný výzkumný projekt, který nabízí řešení, jak vytvořit finanční stimuly pro realizaci bezpečnějšího zásobování elektrickou energií, a to v podobě dvousměrného nabíjení. „Elektromobilita ještě více sbližuje automobilový průmysl a energetiku. Akumulátory elektromobilu Audi e-tron by mohly soběstačně zásobovat rodinný dům energií po dobu jednoho týdne. V budoucnosti bychom chtěli tento potenciál využívat, a vytvořit tak z elektromobilu součást energetické transformace s funkcí zásobníku elektrické energie na čtyřech kolech,“ říká Martin Dehm, technický vedoucí projektu dvousměrného nabíjení ve společnosti Audi.
Elektromobil jako flexibilní zásobník energie
Tento nápad je geniálně jednoduchý. Vysokonapěťové akumulátory elektromobilu budou nabíjeny nejen domácí nástěnnou nabíječkou, ale poslouží také jako necentrální zásobník, z něhož může být poskytována energie pro potřeby domácnosti. Je-li zákazník majitelem fotovoltaických panelů, plní elektromobil funkci zásobníku pro přechodné uložení elektrické energie z vlastní ekologické výroby. Pokud již slunce nesvítí, může vozidlo poskytovat uloženou elektrickou energii domácnosti. Dvousměrné domácí nabíjení – v angličtině označované zkratkou V2H (Vehicle-to-Home) – má velký potenciál pro snižování nákladů na elektrickou energii pro majitele nemovitosti a zvyšování stability elektrické sítě. Dalším vývojovým stupněm je ve spolupráci s domácím zásobníkem téměř kompletní energetická soběstačnost a vyšší úroveň zabezpečení zásobování v případě náhlého výpadku celé energetické sítě. „Od začátku nás fascinuje vize používat akumulátory elektromobilů jako významný příspěvek k ochraně klimatu a současně ke snižování nákladů na elektrickou energii. Ve společnosti Audi jsme proto nalezli ideálního partnera,“ vysvětluje Ulrich Reiner, vedoucí projektu ze společnosti Hager Group.
Využití technologií blízkých sériové výrobě
Jednoduchá teorie vyžaduje v praxi vysokou technickou inteligenci a sladěnou souhru různých technických komponentů na straně infrastruktury i vozidla. Výzkumný projekt využil elektromobil Audi e-tron s nabíjecí technikou blízkou sériové výrobě. V rámci zkušebního provozu spolupracoval zcela elektricky poháněný model Audi se stejnosměrnou nástěnnou nabíječkou, která umožňuje nabíjecí výkon až 12 kW, a flexibilně rozšiřitelným domácím zásobníkem elektrické energie o kapacitě 9 kWh. Ten by v případě sériové výroby zvyšoval flexibilitu celkového systému, pro dvousměrné nabíjení však není nezbytným předpokladem. V celém systému se používá stejnosměrný proud, takže zapojení mezi fotovoltaickými panely a vozidlem nevyžaduje měnič. Jedná se tedy o mimořádně efektivní řešení.
Nabíjení fotovoltaickými panely šetří peníze
U dvousměrného nabíjení je pozornost zaměřena především na případy, kdy majitelé rodinných domů s vlastní fotovoltaickou elektrárnou nabíjejí elektrickou energií z vlastní výroby s optimalizovanými náklady. Elektromobil přitom ukládá přebytky z fotovoltaických panelů, které nejsou odebírány spotřebiči v domácnosti. Pokud zákazník využívá variabilní tarify, může elektromobil zajišťovat zásobování celého domu elektrickou energií v období vysoké ceny. V noci nebo ve vedlejších časech tarifu je vůz nabíjen cenově výhodnější elektrickou energií až do požadovaného stavu nabití. Kromě optimalizace nákladů představuje dvousměrné nabíjení také bezpečné zásobování energií. Při výpadku elektrického proudu je systém schopen zásobovat dům energií z výkonných vysokonapěťových akumulátorů nebo dokonce soběstačně zásobovat budovu bez připojení k elektrické síti v rámci nezávislého provozu.
Vývojáři zaměřují pozornost na praktickou využitelnost
Vývojáři kladou velký důraz na praktickou využitelnost. „Středem pozornosti je pro nás zachování mobility. Zákazník se proto nemusí omezovat, aby bylo dvousměrné nabíjení prakticky využitelné,“ popisuje Dehm zaměření vývoje. „Inteligentní řízení nabíjení dohlíží na optimální využívání akumulátorů, a maximalizuje tak hospodárnost celkového systému. Pro zákazníky je ovládání velmi jednoduché – vůz zapojí do zásuvky, vše ostatní probíhá automaticky.“
Společný výzkumný projekt se společností Hager Group prokázal dvě zásadní skutečnosti: zákazníci s vlastními fotovoltaickými panely mohou svou mobilitu optimalizovat z hlediska nákladů a emisí CO2 a současně snížit zatížení elektrické sítě. Pozitivním vedlejším efektem vlastnění elektromobilu Audi je také významný příspěvek k úspěšné realizaci energetické transformace. Inteligentní používání vysokonapěťové sady akumulátorů vozidla kromě toho otvírá možnosti trvale udržitelného uplatnění již existujícího produktu, který doposud sloužil pouze k účelům mobility.
