Elbilar del av energiomställningen: Solenergi lagras i eldrivna Audi e-tron

Ökad stabiliteten i elnätet, sänkta elkostnader och bidrag till klimatet är visionen för Audi och Hager Group. I ett innovativt forskningsprojekt om bidirektionell laddning, s.k. Vehicle to Home (V2H), ansluts elbilen till elnätet i hemmet och fungerar som tillfälligt energilager på fyra hjul. Det ger stora fördelar framförallt i kombination med ett solcellssystem. Överskottsel från solcellsanläggningen kan då lagras temporärt och användas vid behov.

Audi har anslutit till Parisöverenskommelsen med målet att ha en klimatneutral fordonsflotta till 2050. För att nå målet planerar märket inte bara en bred elektrifieringsoffensiv med 20 eldrivna modeller till 2025. Elektrifieringen breddas till ett mobilitetserbjudande där elbilen blir en byggsten för en hållbar energiomställning.

Under det första halvåret 2020 bestod den tyska elmixen för första gången av över 50 procent förnybar energi. I takt med den ökande andelen vind- och solenergi ökar även dilemmat med varierande tillgång på el. Under soliga dagar och perioder med stark vind saknas ofta kapacitet att lagra energin i elnätet.

I takt med att antalet elbilar ökar på marknaden, ökar även antalet mobila energilager. Elbilarna utgör därför en stor potential, förutsatt att lagringskapaciteten kan användas intelligent. Det är anledningen till att Audi och Hager Group har gjort gemensam sak i ett forskningsprojekt om bidirektionell laddning som både ger ekonomiska fördelar och säkrare tillgång på el.

“Elektrisk mobilitet gör att energisektorn och fordonsindustrin närmar sig varandra. Batteriet i en Audi e-tron skulle kunna göra ett enfamiljshus självförsörjande på el i cirka en vecka. Framgent skulle vi vilja nyttja potentialen och använda elbilen som energilager på fyra hjul och bidra till energiomställningen” säger Martin Dehm, teknisk projektledare för V2H inom Audi.

Elbilen som flexibelt energilager

Iden är lika enkel som genial: Högvoltsbatteriet i bilen ska inte bara kunna laddas via laddboxen därhemma utan även fungera som energilager och försörja huset med el. Om huset har en solcellsanläggning fungerar elbilen som mellanlager för den egenproducerade elen. När solen inte längre lyser kan bilen förse huset med lagrad el. Bidirektionell laddning, som även kallas Vehicle to Home (V2H), har stor potential att sänka elkostnader och öka nätverksstabiliteten. Som ett ytterligare steg skulle systemet kunna byggas ut med fler energilager för att bli nästan helt eloberoende med ökad leveranssäkerhet vid strömavbrott. “Att använda batteriet i elbilar för att bidra till klimatet samtidigt som elkostnaderna sänks är en vision som vi fascinerades av från första början. Med Audi har vi därför funnit en idealisk partner”, förklarar Ulrich Reiner, projektledare inom Hager Group.

Serienära teknik

Det som låter enkelt i teorin kräver i praktiken en hög grad av teknisk intelligens och samverkan mellan olika variabler i både infrastruktur och bilen. I forskningsprojektet användes en Audi e-tron med serienära laddningsteknik. Den eldrivna Audin laddades med en DC-laddbox med laddningskapacitet upp till 12 kW och ett flexibelt expanderbart energilager med kapacitet på 9 kWh. Vid en eventuell serieproduktion skulle den senare kunna ge större flexibilitet, men är inte en nödvändig förutsättning för den bidirektionella laddningen. Lösningen är extra effektiv tack vare DC som inte kräver någon omvandlare mellan solcellssystemet och bilen.

Ladddning med solceller sparar pengar

Bidirektionell laddning fokuserar framförallt på användare med egen solcellsanläggning som kan dra fördel av kostnadsoptimerad laddning med egengenererad el. Elbilen lagrar då överskottselen från solcellsanläggningen och om kunden har variabla taxor kan bilen försörja hela huset under tider då elpriset är högt. På natten eller under icke-produktiva tider, kan bilen använda sig av billig el för att ladda bilen till önskad SOC (state of charge). Systemet ger även en ökad säkerhet. Vid ett eventuellt strömavbrott kan systemet försörja huset med energi från högvoltsbatteriet och till och med försörja en byggnad utan nätanslutning.

Enkel att använda

Utvecklarna har lagt stort fokus vid att systemet skall vara enkelt att använda. “Bibehållen mobilitet är centralt för oss. Kunderna skall inte behöva begränsa sig för att använda bidirektionell laddning i vardagen,” förklarar Dehm. “Det intelligenta styrsystemet optimerar användningen av batteriet och maximerar kostnadseffektiviteten för hela systemet. Systemet är väldigt enkelt att använda för kunden – allt de behöver göra är att ansluta bilen, resten sker automatiskt.”

Det gemensamma forskningsprojektet med Hager Group har bevisat två väsentliga saker: Kunder som har en egen solcellsanläggning kan optimera sin mobilitet både när det gäller kostnader och CO2 –förbrukning samtidigt som de avlastar elnätet. Som en positiv sidoeffekt kan kunder med en eldriven Audi göra ett viktigt bidrag till att energiomställningen lyckas.

Se en animerad film om systemet här