V2H V2G V2L Quins són els usos de la càrrega bidireccional?

Quins són els usos de la càrrega bidireccional?
Els carregadors bidireccionals es poden utilitzar per a dues aplicacions diferents. La primera i més comentada és la tecnologia Vehicle-to-grid o V2G, dissenyada per enviar o exportar energia a la xarxa elèctrica quan la demanda és alta. Si milers de vehicles amb tecnologia V2G es connecten i s'activen, això té el potencial de transformar la manera com s'emmagatzema i es genera l'electricitat a gran escala. Els vehicles elèctrics tenen bateries grans i potents, de manera que la potència combinada de milers de vehicles amb V2G podria ser enorme. Cal tenir en compte que V2X és un terme que de vegades s'utilitza per descriure les tres variacions descrites a continuació.

Vehicle-to-grid o V2G: els vehicles elèctrics exporta energia per donar suport a la xarxa elèctrica.
De vehicle a casa o V2H: l'energia dels vehicles elèctrics s'utilitza per alimentar una llar o un negoci.
Vehicle-to-load o V2L* – El vehicle elèctric es pot utilitzar per alimentar electrodomèstics o carregar altres vehicles elèctrics
* El V2L no requereix un carregador bidireccional per funcionar

El segon ús dels carregadors bidireccionals de vehicles elèctrics és per a la funció de vehicle a casa o V2H. Com els seus noms indiquen, el V2H permet utilitzar un vehicle elèctric com un sistema de bateries domèstiques per emmagatzemar l'excés d'energia solar i alimentar la llar. Per exemple, un sistema de bateries domèstiques típic, com el Tesla Powerwall, té una capacitat de 13,5 kWh. En canvi, un vehicle elèctric mitjà té una capacitat de 65 kWh, equivalent a gairebé cinc Tesla Powerwall. A causa de la gran capacitat de la bateria, un vehicle elèctric completament carregat podria alimentar una llar mitjana durant diversos dies consecutius o molt més temps quan es combina amb energia solar a la teulada.

vehicle-xarxa – V2G
La connexió vehicle-xarxa (V2G) consisteix en què una petita part de l'energia emmagatzemada de la bateria del vehicle elèctric s'exporta a la xarxa elèctrica quan cal, depenent de l'acord de servei. Per participar en els programes V2G, es requereix un carregador de CC bidireccional i un vehicle elèctric compatible. Per descomptat, hi ha alguns incentius financers per fer-ho i els propietaris de vehicles elèctrics reben crèdits o costos d'electricitat reduïts. Els vehicles elèctrics amb V2G també poden permetre al propietari participar en un programa de central elèctrica virtual (VPP) per millorar l'estabilitat de la xarxa i subministrar energia durant els períodes de demanda màxima. Actualment, només un grapat de vehicles elèctrics tenen capacitat de càrrega V2G i de CC bidireccional; aquests inclouen el model posterior Nissan Leaf (ZE1) i els híbrids endollables Mitsubishi Outlander o Eclipse.

Malgrat la publicitat, un dels problemes amb el desplegament de la tecnologia V2G són els reptes normatius i la manca de protocols i connectors de càrrega bidireccional estàndard. Els carregadors bidireccionals, com els inversors solars, es consideren una altra forma de generació d'energia i han de complir tots els estàndards de seguretat i apagament normatius en cas de fallada de la xarxa. Per superar aquestes complexitats, alguns fabricants de vehicles, com ara Ford, han desenvolupat sistemes de càrrega bidireccional de CA senzills que només funcionen amb vehicles elèctrics Ford per subministrar energia a la llar en lloc d'exportar-la a la xarxa. Altres, com ara Nissan, funcionen mitjançant carregadors bidireccionals universals com el Wallbox Quasar, que es descriu amb més detall a continuació. Més informació sobre els avantatges de la tecnologia V2G.
Avui dia, la majoria de vehicles elèctrics estan equipats amb el port de càrrega CCS CC estàndard. Actualment, l'únic vehicle elèctric que utilitza un port CCS per a la càrrega bidireccional és el Ford F-150 Lightning EV llançat recentment. Tanmateix, en un futur proper hi haurà més vehicles elèctrics amb ports de connexió CCS amb capacitat V2H i V2G, i VW ha anunciat que els seus cotxes elèctrics ID podrien oferir càrrega bidireccional en algun moment del 2023.
2. Vehicle a casa – V2H
El sistema de vehicle a casa (V2H) és similar al V2G, però l'energia s'utilitza localment per alimentar una casa en lloc d'injectar-se a la xarxa elèctrica. Això permet que el vehicle elèctric funcioni com un sistema de bateries domèstic normal per ajudar a augmentar l'autosuficiència, especialment quan es combina amb energia solar a la teulada. Tanmateix, el benefici més evident del V2H és la capacitat de proporcionar energia de reserva durant una apagada.

Perquè el V2H funcioni, requereix un carregador de vehicles elèctrics bidireccional compatible i equips addicionals, inclòs un comptador d'energia (CT meter) instal·lat al punt principal de connexió a la xarxa. El CT meter controla el flux d'energia cap a i des de la xarxa. Quan el sistema detecta l'energia de la xarxa consumida per la vostra llar, indica al carregador bidireccional de vehicles elèctrics que descarregui una quantitat igual, compensant així qualsevol energia extreta de la xarxa. De la mateixa manera, quan el sistema detecta que s'exporta energia des d'un panell solar a la teulada, la desvia per carregar el vehicle elèctric, cosa que és molt similar a com funcionen els carregadors intel·ligents de vehicles elèctrics. Per habilitar l'energia de reserva en cas d'apagada o emergència, el sistema V2H ha de ser capaç de detectar la fallada de la xarxa i aïllar-la de la xarxa mitjançant un contactor automàtic (interruptor). Això es coneix com a aïllament, i l'inversor bidireccional funciona essencialment com un inversor fora de la xarxa utilitzant la bateria del vehicle elèctric. Es requereix un equip d'aïllament de la xarxa per habilitar el funcionament de reserva, de manera molt semblant als inversors híbrids utilitzats en els sistemes de bateries de reserva.