V2G: the Power Recycling Car

ElaadNL onderzoekt Vehicle-to-Grid (V2G). V2G wil zeggen dat de energie in de batterij van een elektrische auto weer teruggeleverd kan worden aan het elektriciteitsnet om zo bijvoorbeeld een huishouden of kantoor te kunnen voorzien van stroom of om het net te ondersteunen. De energie die de auto eerder heeft geladen wordt later dus opnieuw gebruikt. Om deze reden noemt ElaadNL dit ook wel de Power Recycling Car.

Wat
Het project  V2G heeft als doel de technologie en protocollen rondom V2G te standaardiseren en er voor te zorgen dat de netbeheerder op de momenten dat dit nodig is flexibiliteit kan ontsluiten door de batterij van een auto in te zetten. Om de sturing van vraag en aanbod in goede banen te leiden zal er standaardisatie moeten plaatsvinden. Dit doet ElaadNL door protocolontwikkeling en door vanuit de netbeheerders standaarden te delen voor teruglevering. Daarnaast moet de netimpact en de eisen die daaraan gesteld worden door de netbeheerder worden gedefinieerd om ook met terugleverende auto’s een veilig en betrouwbaar elektriciteitsnet te behouden.

Waarom
Steeds meer energie wordt lokaal geproduceerd, bijvoorbeeld door zonnepanelen van woningcorporaties, gemeenten en consumenten. Dit is een verandering ten opzichte van de oorspronkelijke situatie, waarin energie centraal wordt opgewekt. De uitdaging om het net in balans te houden wordt voor de netbeheerder daardoor steeds groter. Immers, als vraag en aanbod niet in balans zijn, kunnen verstoringen op het net ontstaan. Aangesloten apparaten kunnen hier dan hinder van ondervinden. Door lokaal opgewekte energie lokaal op te slaan en op latere momenten weer lokaal te gebruiken kan de stabiliteit van het net bevorderd worden. Bovendien wordt lokaal geproduceerde duurzame energie op deze manier zo efficiënt mogelijk ingezet. Om dit met V2G mogelijk te maken moet ervoor worden gezorgd dat de auto’s die V2G ondersteunen ook aan te sturen zijn, dat de energiestromen traceerbaar zijn en daarmee ook te verrekenen met bijvoorbeeld de e-rijder van wie de auto is.

Hoe
Door te participeren in het project Smart Solar Charging in Lombok werkt ElaadNL in een consortium aan standaardisatie van AC V2G-techniek. De laadpalen in dit project zijn geschikt voor teruglevering. In 2018 zal Renault een elektrische auto leveren die ook energie kan terug leveren.

Daarnaast onderzoekt ElaadNL DC V2G-techniek en ook de mate van standaardisatie binnen deze techniek. Ook DC V2G-systemen moeten op een uniforme en open manier aangestuurd worden. ElaadNL probeert aan te sluiten bij lopende pilots waar DC V2G-technologie wordt toegepast en experimenteert ook met V2G binnen de Europese subsidieprojecten INVADE en Interflex. Het verschil tussen AC en DC V2G zit met name in de plek waar de stroom wordt omgevormd vanuit de batterij (DC) naar het elektriciteitsnet (AC). Bij DC V2G gebeurt deze omvorming in de laadpaal. Bij AC V2G zit de omvormer in de auto zelf en kunnen normale laadpunten gebruikt worden.

Wanneer
Het onderzoek startte begin 2016 toen ElaadNL via Stedin aansloot bij het project Smart Solar Charging in Lombok, Utrecht. Toen werd ook de samenwerkingsovereenkomst met autofabrikant Renault getekend in Parijs, in het bijzijn van ZKH Willem-Alexander. Het onderzoek en de ontwikkeling zijn eind 2017 geïntensiveerd en er is toen ook besloten naar alternatieve V2G technologieën te kijken, zoals DC. De eerste resultaten zijn al beschikbaar in de vorm van papers. In de loop van 2018 zullen de verdere resultaten gepresenteerd worden.

Wie
De partners binnen Smart Solar Charging zijn Stedin, Renault, Lomboxnet en Last Mile Solutions. Binnen het project Interflex werkt ElaadNL samen met Enexis. Voor de overige V2G-onderzoeken wordt momenteel samenwerking gezocht met lopende initiatieven.

Back to overview

Frequently asked questions

  • Wat is V2G?

    V2G betekent ‘vehicle-to-grid’,: een voertuig gekoppeld aan het elektriciteitsnet met als doel het gebruiken van de batterij van een Elektrisch Voertuig om energie terug te leveren aan bijvoorbeeld het net, een huishouden, een gebouw of een andere batterij.  voor andere doeleinden dan het rijden van de auto. In zekere zin recycle je de energie die is gebruikt om de auto op te laden. Daarom ziet ElaadNL een V2G-auto ook wel als een ‘Power Recycling Car’.

    Een concreet voorbeeld is het tijdelijk opslaan van zonne-energie in de auto, om deze energie op een later moment weer te gebruiken in bijvoorbeeld een huis of een kantoorgebouw. Een ander voorbeeld is een auto die kortstondig vermogen levert aan het elektriciteitsnet om bijvoorbeeld een spanningsdip te corrigeren.
    Er zijn verschillende varianten van V2G. Een auto gekoppeld aan een huis wordt ook wel ‘V2H’ (vehicle-to-home) genoemd, en een auto die stroom aan een kantoor levert ook wel ‘V2B’(Vehicle-to-Building). Ook zou je met de ene EV een andere EV kunnen opladen, ofwel ‘V2V’, Vehicle-to-Vehicle. De verzamelterm is ook wel ‘V2X’, ofwel Vehicle-to-Everything. Deze afkorting wordt in het verdere document gebruikt.

  • Wat is de techniek achter V2X?

    V2X is grofweg te verdelen in twee technieken: Wisselstroom (AC) V2X en Gelijkstroom (DC) V2X.

    AC V2X betekent dat de energie die de auto kan leveren al in de auto is omgevormd van DC naar AC. Dit is nodig omdat de batterij van een EV altijd DC stroom levert, en om de stroom geschikt te maken voor het net of voor een huis moet deze omgevormd worden naar AC. Meer over het verschil tussen AC en DC is hier te vinden: http://www.diffen.com/difference/Alternating_Current_vs_Direct_Current

    Met DC V2X vindt deze omvorming in het (ont)laadstation plaats; in de auto zit geen omvormer die de stroom uit de batterij geschikt maakt voor het net. Omvormers zijn vaak groot en vragen veel koeling. Daardoor zijn DC (ont)-laadstations vaak groter en duurder dan AC-(ont)laadstations.
    Om het ontlaadproces te sturen zodat op de juiste momenten de energie wordt geladen of juist ontladen, moeten in de auto en de laadpaal communicatieapparatuur of controllers zitten. Bij DC V2X wordt gebruik gemaakt van het ChaDeMo communicatieprotocol, hetzelfde protocol als wordt gebruikt voor snelladen. Daarom zijn voertuigen met een recente ChaDeMo implementatie geschikt om energie terug te leveren, als zij aan een geschikte DC (ont)laadpaal zijn gekoppeld. Momenteel worden er verschillende pilots gedaan met DC V2X, onder andere in Lochem door Liander.

    Voor AC V2X zijn er nog weinig implementaties bekend, en is er ook nog geen communicatieprotocol beschikbaar. ElaadNL werkt samen met verschillende partijen om hier verandering in te brengen. De focus ligt daarbij op het ontwikkelen van V2X-communicatiespecificaties op basis van het 15118 protocol.

    Het laatste stukje van de V2X-puzzel is aansturing vanuit een centraal systeem. Het terugleveren van stroom aan het net moet gecontroleerd gebeuren. Hiervoor moet de laadpaal (of de auto) in verbinding staan met een backoffice die het (ont)laadproces monitort en aanstuurt. Bovendien kan het interessant zijn om bepaalde voorspellingen, zoals zonne-prognoses, te koppelen aan complexe transacties waarbinnen energie wordt geladen en ontladen. 

  • Wat betekent het, dat de eerste ‘AC V2X laadpaal’ is goedgekeurd door de netbeheerders/ElaadNL?

    Het goedkeuren van de General Electric (GE) V2X laadpaal betekent dat het ontwerp van de netaansluiting in deze laadpaal is goedgekeurd door de netbeheerders, en dus mag worden geplaatst en aangesloten op het publieke net van de betrokken netbeheerders.

    Het aansluiten van zo’n paal betekent niet dat er ook direct energie terug geleverd kan worden, hiervoor is een auto nodig die ook daadwerkelijk AC terug kan leveren. Momenteel lopen er samenwerkingstrajecten met Renault en BYD voor dergelijke auto’s. De verwachting is dat meerdere autofabrikanten aan deze techniek werken.

    Als DC-V2X palen aan het publieke net aangesloten worden, moeten deze ook door de netbeheerders worden goedgekeurd. De huidig geplaatste V2X DC in Nederland laadstations zijn achter de meter aangesloten.

    De eisen waar een laadstation aan moet voldoen om door de netbeheerder aangesloten te worden staan op de website van ElaadNL. ElaadNL onderzoekt momenteel of er aanvullende eisen voor de aansluiting noodzakelijk zijn wanneer op de aansluiting actief energie terug geleverd gaat worden. Ook kunnen er in de toekomst aanvullende eisen worden gesteld om de netkwaliteit en stabiliteit te waarborgen in situaties waar stroom wordt terug geleverd.

  • Zijn er meerdere laadpalen die V2X ondersteunen?

    De GE is de enige AC laadpaal, die wij kennen, die een controller bevat om een AC V2X voertuig aan te sturen.

    Voor DC V2X zijn er al meerdere compatibele auto’s en laadpalen. Zo ondersteunen alle recente auto’s met een ChaDeMo aansluiting V2X, wanneer zij aan een compatibele DC laadpaal zijn aangesloten. Er zijn al verschillende fabrikanten die DC V2X laadpalen kunnen leveren, en momenteel lopen er enkele pilots waarbij energie wordt teruggeleverd vanuit een auto aan het net of aan een huis. ElaadNL test zowel AC als DC V2X techniek.

  • Wat heb ik nodig om thuis ook terug te leveren?

    Om energie vanuit de auto te kunnen gebruiken in een huishouden zijn er twee dingen belangrijk: de auto en de laadpaal moeten hiervoor geschikt zijn. Vaak zijn bij huizen gebruikte laadpunten AC laadpunten; deze leveren wisselstroom. Om met een dergelijke paal terug te leveren is een voertuig nodig dat zelf de stroom uit de batterij van AC naar DC omvormt, en een controller die dit proces vanuit de laadpaal en het laadstation kan aansturen. Alleen bepaalde uitvoeringen van de BYD e6 zijn hier momenteel voor geschikt. Om DC terug te kunnen leveren is een geschikt DC laadstation nodig en een recent voertuig met een ChaDeMo aansluiting. Deze moeten ook nog juist geconfigureerd worden door de fabrikanten van de auto en het laadstation. 

  • Is ontladen slecht voor mijn batterij?

    Er zijn veel onderzoeken gedaan naar de impact van het laden- en ontladen op de batterij. Nissan heeft aangegeven dat het effect van V2X op de batterij te verwaarlozen is, en blijft ook met V2X functionaliteit dezelfde garantievoorwaarden hanteren. De verwachting is dat andere fabrikanten die V2X aanbieden ook geen garantie-uitzonderingen zullen maken.

    Daarnaast is er een voordeel van gereguleerd ontladen ten opzichte van ‘gewoon’ gebruik: er kunnen regels worden gesteld aan de minimale en maximale energie die in de batterij moet blijven bij het ontlaadproces. Zo zou het bijvoorbeeld instelbaar kunnen zijn dat alleen de ‘veilige marge, tussen 25% en 75% State of Charge (SoC) van de accu capaciteit  worden gebruikt voor ontladen. Onderzoek door de Universiteit van Warwick in 2017 toonde zelfs aan dat hiermee de levensduur van de batterij kan worden verlengd. 

  • Waarom kan V2X interessant zijn voor mij?

    Verschillende partijen kunnen profijt hebben van V2X. Eigenaren van een geschikte auto die ook zonnepanelen hebben kunnen nog efficiënter gebruik maken van hun eigen opgewekte energie, door deze in de auto op te slaan en later weer te gebruiken. Vooralsnog is het via de salderingsregeling ook interessant om de energie gewoon terug het net in te leveren. Dit kan in de toekomst veranderen. Bovendien kan het een pré zijn om zelf opgewekte energie te gebruiken in plaats van in het net te laten ‘opgaan’.

    Tenslotte kan het voor een eigenaar handig zijn om bij stroomuitval een energie-buffer te hebben in de vorm van een batterij, op wielen in dit geval.

    Ook voor netbeheerders kan een aantal aangesloten EV’s interessant zijn als energie/vermogensbuffer. Als op een bepaalde locatie in het net een tekort ontstaat, zou een vloot aangekoppelde EV’s snel stroom kunnen leveren om een spanningsdip te voorkomen. Voorwaarde hiervoor is dat de eigenaren van de auto hiervoor toestemming geven en op de hoogte worden gehouden. Ook kan het in het elektriciteitsnet beter zijn om lokaal geproduceerde (zonne) energie lokaal op te slaan en later weer lokaal in te zetten. Zo wordt het elektriciteitsnet relatief minder belast.

    Deze en andere zogenaamde ‘Use Cases’ voor V2X worden door ElaadNL onderzocht.

  • Wat doet ElaadNL met V2X?

    ElaadNL onderzoekt en test de mogelijkheden van Smart Charging. Hier hoort ook het onderzoeken van de mogelijkheden en toepassingen van V2X bij. De focus van ElaadNL ligt hierbij op het ontwikkelen van toekomstbestendige (open) standaarden. Er zijn al protocollen ontwikkeld die slim laden mogelijk maken, zoals OCPP. Het is belangrijk dat nieuwe technieken zoals V2x aansluiten bij deze al eerder ontwikkelde protocollen. Daarnaast is het belangrijk dat onderzocht wordt hoe het net reageert op auto’s die energie terugleveren.

    Momenteel werkt ElaadNL mee aan de volgende V2X projecten:

    Lomboxnet & Renault
    In de Utrechtse wijk Lombok worden laadpalen aangesloten op zonnepanelen, zodat elektrische auto’s echt op lokaal opgewekte energie rijden. Bovendien lopen er proeven waarbij zonne-energie in de auto wordt opgeslagen zodat het op een later moment gebruikt kan worden. Zowel AC-V2X als DC-V2X worden in Lombok getest. ElaadNL werkt met de partners in het Lombok-project samen om een standaard voor AC V2X te maken. Met Renault is een samenwerking aangegaan om deelauto’s van het type Renault Zoe in te zetten in Lombok en te gebruiken als lokale opslag. Daarnaast zal ook met Renault worden gewerkt aan een V2X-protocol. De verwachting is dat in Q1 2018 de eerste Power Recycling Renault’s getest kunnen worden.

    Eigen proefopstelling op het ElaadNL testlab in Arnhem
    Bij het kantoor van ElaadNL is een GE paal geplaatst en ElaadNL beschikt over een auto die geschikt is om AC terug te leveren, de BYD e6. Deze testopstelling wordt gebruikt om de effecten van V2X op de laadpaal te onderzoeken en om te kijken hoe een auto geïntegreerd kan worden in het net. Het is al mogelijk om de teruggeleverde energie te meten. Daar komt eind 2017 ook een DC V2X paal bij. Daarnaast ontwikkelt Elaad in samenwerking met de netbeheerders een specifieke set van eisen waar (V2X) laadpalen (AC en DC) aan moeten voldoen als zij aangesloten worden op het elektriciteitsnet. Dit is voorwaardelijk voor de verdere veilige en kwalitatief goede uitrol van V2X. 

    In Nederland zijn nog meer V2X initiatieven die ElaadNL volgt en haar onderzoeksdoelstellingen mee afstemt:

    Amsterdam V2G (Resourcefully)
    Een woonboot met PV, die de overtollige opgewekte energie opslaat in de batterij van een kleinere boot. Deze energie kan ook weer door het huishouden worden gebruikt, of om de kleinere boot aan te drijven. 

    Amsterdam – Lochem Urban Technology V2H
    In dit project kunnen bewoners zonne-energie in hun auto opslaan en op een later moment in het huishouden gebruiken. De gebruikte techniek is DC.

Do you want more information about this project?