Hoe efficiënt kan een elektrische auto elektriciteit terug leveren via vehicle-to-grid (V2G)? Onderzoekers Wouter Schram en Nico Brinkel van het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling (Universiteit Utrecht) deden er praktijkonderzoek naar in het testlab van ElaadNL. Ze vergeleken daarbij de Nissan LEAF en een prototype van een bi-directionele Renault ZOE.
Welke verliezen treden op wanneer de batterij van een EV wordt ingezet om een gebouw van energie te voorzien? Het antwoord op deze vraag is medebepalend voor de business case van het terug leveren van elektriciteit via V2G, maar was moeilijk te vinden. De reden? Het is nog nooit in de praktijk getest. Dit was reden voor onderzoekers Wouter Schram en Nico Brinkel van het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling aan de Universiteit Utrecht om empirisch onderzoek te starten in het lab van ElaadNL. Zij voerden testen uit met twee verschillende elektrische auto’s en laadpunten. Binnen deze testen werden de auto’s meermaals opgeladen en vervolgens ontladen om de efficiëntie van een laad- en ontlaadcyclus te kunnen bepalen.
De resultaten laten verschillende trends zien. De gemiddelde efficiëntie van een gehele laad- en ontlaadcyclus bij de geteste Nissan LEAF is 87,0% wanneer er wordt geladen met 10 kW bij het laadpunt. Dit houdt in dat wanneer een auto opgeladen wordt en vervolgens ontladen, dat de terug geleverde hoeveelheid elektriciteit 13% minder is dan de oorspronkelijk geladen hoeveelheid. Dit wordt veroorzaakt door verliezen in de omvormer van wisselstroom naar gelijkstroom en door conversieverliezen in de batterij. De efficiëntie daalt echter wanneer er langzamer geladen wordt. De efficiëntie is gemiddeld 84,6% met 5,5 kW bij het laadpunt en 79,2% met 2,8 kW bij het laadpunt. Ook daalt de efficiëntie bij lagere temperaturen; deze was gemiddeld 87,0% (Nissan LEAF, 11 kW) bij een buitentemperatuur van 15 °C en gemiddeld 85,6% bij een buitentemperatuur van 6 °C. Een niet significant maar wel gemeten verschil is de lagere efficiëntie wanneer er geladen wordt als de batterijen bijna vol of leeg zijn (bij een hoge of lage state-of-charge).
De efficiëntie van een gehele laad- en ontlaadcyclus van een Nissan LEAF is vergeleken met de efficiëntie van een Renault ZOE prototype. Deze automodellen maken gebruik van verschillende laadsystemen. De Nissan LEAF wordt opgeladen met een DC laadpaal, welke de omvormer van wisselstroom naar gelijkstroom bevat. De Renault ZOE maakt gebruik van een bi-directioneel AC laadsysteem dat in ontwikkeling is, waarin de omvormer zich in de auto bevindt. De efficiëntie van een laad- en ontlaadcyclus van de Nissan LEAF (87,0%) is in de uitgevoerde tests iets hoger dan de efficiëntie van de Renault ZOE prototype (85,1%) wanneer er wordt geladen met 11 kW bij de laadpaal. Daarbij dient wel opgemerkt te worden dat dit een prototype betreft van de Renault ZOE en dat de efficiëntie van de ZOE is bepaald onder andere omstandigheden, namelijk met koelere omgevingstemperaturen. Dit nieuwe laadsysteem wordt momenteel getest op AC-bi-directionele We Drive Solar laadpalen in Utrecht.
De onderzoekers presenteerden hun onderzoek op de International Conference on Smart Energy Systems and Technologies (SEST), waar het positief werd ontvangen. De data uit het onderzoek kan gebruikt worden als referentie in andere onderzoeken en studies. De paper met resultaten is hier te vinden.