Ολοκληρωμένη επισκόπηση της τεχνολογίας Vehicle to Grid με βάση την επιστημονική βιβλιογραφία και την τρέχουσα αγορά

Κρίκης, Δημήτριος

A comprehensive review of Vehicle to Grid systems based on global scholarly and market literature

Διπλωματική εργασία

Author

Κρίκης, Δημήτριος

Date

2023-07-17

Advisor

Καλδέλλης, Ιωάννης
Κωστόπουλος, Εμμανουήλ

Διπλωματική Εργασία (2.866Mb)

Keywords

Ηλεκτρικά οχήματα ; Αμφίδρομη φόρτιση ; Έξυπνη φόρτιση ; Πρωτόκολλα φόρτισης ; Κατηγοριοποίηση επιστημονικής βιβλιογραφίας ; Εικονικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής ; Ερωτηματολόγιο ; Vehicle-to-Load ; V2L ; Vehicle-to-Home ; V2H ; Vehicle-to-Grid ; V2G

Abstract

Η κλιματική αλλαγή αποτελεί ένα από τα βασικότερα προβλήματα της γενιάς μας με την ανεξέλεγκτη εκπομπή αεριών του θερμοκηπίου να υποβαθμίζει σημαντικά το περιβάλλον, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της χλωρίδας της πανίδας αλλά και της δημόσιας υγείας. Ο τομέας των μεταφορών αποτελεί τον μεγαλύτερο τομέα παραγωγής αερίων του θερμοκηπίου, με την τεχνολογία της ηλεκτροκίνησης να αποτελεί βασικό πυλώνα για την επίτευξη των στόχων που έχει θέση η ΕΕ για την μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Την περαιτέρω αξιοποίηση των ηλεκτρικών οχημάτων έρχεται να δώσει η τεχνολογία της αμφίδρομης φόρτισης. Σε αυτή την διπλωματική εργασία γίνεται η συγκέντρωση της τεχνολογικής στάθμης, η διαλογή και κατηγοριοποίηση της επιστημονικής βιβλιογραφίας σύμφωνα με την διασύνδεση στο ηλεκτρικό δίκτυο και η παρουσίαση των θετικών και αρνητικών της τεχνολογίας της αμφίδρομης φόρτισης. Σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση το V2G προσφέρει μείωση διαστασιολόγησης υβριδικών συστημάτων και ενεργειακών καταναλώσεων. Ενώ επίσης σημαντικά είναι τα οικονομικά οφέλη που προκύπτουν ,από την πώληση ενέργειας από την μπαταρία του οχήματος πίσω στο ηλεκτρικό δίκτυο, αλλά και από επικουρικές λειτουργίες όπως είναι η μετατόπιση του φορτιού καταναλώσεων, η ρύθμιση της συχνότητας και της τάσης του δικτύου. Πολλές δυσκολίες ωστόσο όπως το υψηλό επενδυτικό κόστος, ο εκφυλισμός της μπαταρίας και ο ψυχολογικός αντίκτυπος της τεχνολογίας στους χρήστες αποτελούν τροχοπέδη στην ανάπτυξη της τεχνολογίας. Στη συνέχεια, δημιουργήθηκε ένα ερωτηματολόγιο με θεματολογία το V2G για να καλύψει το κενό που υπάρχει στην ελληνική βιβλιογραφία. Στα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου βλέπουμε πως η αυξημένη διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και τα οικονομικά οφέλη είναι τα μεγαλύτερα θετικά της τεχνολογίας ενώ η ελλιπής υπάρχουσα αγορά οχημάτων και φορτιστών που να στηρίζουν αμφίδρομη φόρτιση εγείρει την μεγαλύτερη ανησυχία. Γι’ αυτό τον λόγο είναι απαραίτητη η δημιουργία μιας νομοθεσίας που θα επιτρέψει την μαζική υιοθέτηση της τεχνολογίας, προσφέροντας επιδοτήσεις και οικονομικά κίνητρα για την βέλτιστη προώθηση, ενώ ταυτόχρονα θα δημιουργεί σχέσεις εμπιστοσύνης μεταξύ των φορέων διαχείρισης και των χρηστών.

Abstract

Climate change is one of the main problems of our generation with the uncontrolled emission of greenhouse gases significantly degrading the environment, resulting in the degradation of flora and fauna as well as public health. The transport sector is the largest producer of greenhouse gases, with electric mobility technology being a key pillar in achieving the targets set by the EU to reduce greenhouse gas emissions. The further utilization of electric vehicles is provided by the technology of bidirectional charging. In this thesis, the technological level is gathered, the scientific literature is sorted and categorized according to the interconnection in the electrical network and the positive and negative aspects of the bidirectional charging technology are presented. According to the categorization, V2G offers a reduction in dimensioning of hybrid systems and energy consumption. While also important are the economic benefits arising from the sale of energy from the vehicle's battery back to the electric network, but also from auxiliary functions such as the shifting of the consumption load, the regulation of the frequency and voltage of the network. Many difficulties, however, such as high investment costs, battery degradation and the psychological impact of the technology on users are a brake on the development of the technology. Then, a questionnaire was created with the theme of V2G to fill the gap that exists in the Greek literature. In the results of the questionnaire, we see that the increased penetration of Renewable Energy Sources and the economic benefits are the biggest positives of the technology, while the incomplete existing market for vehicles and chargers that support bidirectional charging raises the biggest concern. For this reason, it is necessary to create a legislation that will allow the mass adoption of the technology, offering subsidies and financial incentives for optimal promotion, while at the same time it will create relationships of trust between management bodies and users.