V2H V2G V2L Quali sono gli usi della ricarica bidirezionale?

Quali sono gli utilizzi della ricarica bidirezionale?
I caricabatterie bidirezionali possono essere utilizzati per due diverse applicazioni. La prima e più discussa è il Vehicle-to-grid, o V2G, progettato per inviare o esportare energia nella rete elettrica quando la domanda è elevata. Se migliaia di veicoli dotati di tecnologia V2G venissero collegati e abilitati, ciò avrebbe il potenziale di trasformare su vasta scala il modo in cui l'elettricità viene immagazzinata e generata. I veicoli elettrici hanno batterie grandi e potenti, quindi la potenza combinata di migliaia di veicoli con V2G potrebbe essere enorme. Si noti che V2X è un termine che a volte viene utilizzato per descrivere tutte e tre le varianti descritte di seguito.

Vehicle-to-grid o V2G – Il veicolo elettrico esporta energia per supportare la rete elettrica.
Trasporto da veicolo a casa (V2H): l'energia dei veicoli elettrici viene utilizzata per alimentare un'abitazione o un'azienda.
Trasporto da veicolo a carico o V2L* – Il veicolo elettrico può essere utilizzato per alimentare elettrodomestici o caricare altri veicoli elettrici.
* V2L non richiede un caricabatterie bidirezionale per funzionare

Il secondo utilizzo dei caricabatterie bidirezionali per veicoli elettrici è per la tecnologia Vehicle-to-Home (V2H). Come suggerisce il nome, la tecnologia V2H permette di utilizzare un veicolo elettrico come un sistema di accumulo domestico per immagazzinare l'energia solare in eccesso e alimentare la casa. Ad esempio, un tipico sistema di accumulo domestico, come la Tesla Powerwall, ha una capacità di 13,5 kWh. Al contrario, un veicolo elettrico medio ha una capacità di 65 kWh, equivalente a quasi cinque Tesla Powerwall. Grazie all'elevata capacità della batteria, un veicolo elettrico completamente carico potrebbe alimentare una casa media per diversi giorni consecutivi o anche più a lungo se abbinato a un impianto solare sul tetto.

veicolo-rete – V2G
Il Vehicle-to-grid (V2G) è un sistema in cui una piccola parte dell'energia immagazzinata nella batteria di un veicolo elettrico viene immessa nella rete elettrica quando necessario, a seconda dell'accordo di servizio. Per partecipare ai programmi V2G, sono necessari un caricabatterie bidirezionale in corrente continua e un veicolo elettrico compatibile. Naturalmente, esistono incentivi finanziari per chi aderisce a questi programmi e i proprietari di veicoli elettrici ricevono crediti o riduzioni sui costi dell'elettricità. I ​​veicoli elettrici con funzionalità V2G possono anche consentire al proprietario di partecipare a un programma di centrale elettrica virtuale (VPP) per migliorare la stabilità della rete e fornire energia durante i periodi di picco della domanda. Attualmente solo pochi veicoli elettrici sono dotati di funzionalità V2G e di ricarica bidirezionale in corrente continua; tra questi, i modelli più recenti di Nissan Leaf (ZE1) e le ibride plug-in Mitsubishi Outlander ed Eclipse.

Nonostante la pubblicità, uno dei problemi relativi alla diffusione della tecnologia V2G è rappresentato dalle sfide normative e dalla mancanza di protocolli e connettori di ricarica bidirezionale standard. I caricabatterie bidirezionali, come gli inverter solari, sono considerati un'ulteriore forma di generazione di energia e devono soddisfare tutti gli standard normativi in ​​materia di sicurezza e spegnimento in caso di interruzione della rete. Per superare queste complessità, alcuni produttori di veicoli, come Ford, hanno sviluppato semplici sistemi di ricarica bidirezionale in corrente alternata che funzionano solo con i veicoli elettrici Ford per alimentare l'abitazione anziché immettere energia nella rete. Altri, come Nissan, utilizzano caricabatterie bidirezionali universali come il Wallbox Quasar, descritto più dettagliatamente di seguito. Scopri di più sui vantaggi della tecnologia V2G.
Oggigiorno, la maggior parte dei veicoli elettrici è dotata della porta di ricarica CCS standard. Attualmente, l'unico veicolo elettrico che utilizza una porta CCS per la ricarica bidirezionale è il Ford F-150 Lightning, lanciato di recente. Tuttavia, in un prossimo futuro saranno disponibili altri veicoli elettrici con porte di connessione CCS e funzionalità V2H e V2G, con Volkswagen che ha annunciato la possibilità che le sue auto elettriche ID offrano la ricarica bidirezionale entro il 2023.
2. Da veicolo a casa – V2H
La tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) è simile alla V2G, ma l'energia viene utilizzata localmente per alimentare un'abitazione anziché essere immessa nella rete elettrica. Ciò consente al veicolo elettrico di funzionare come un normale sistema di batterie domestiche, contribuendo ad aumentare l'autosufficienza energetica, soprattutto se abbinato a pannelli solari sul tetto. Tuttavia, il vantaggio più evidente della V2H è la capacità di fornire energia di riserva durante un blackout.

Affinché il sistema V2H funzioni, è necessario un caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici compatibile e apparecchiature aggiuntive, tra cui un contatore di energia (contatore CT) installato nel punto di connessione principale alla rete. Il contatore CT monitora il flusso di energia da e verso la rete. Quando il sistema rileva che l'energia della rete viene consumata dall'abitazione, segnala al caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici di scaricare una quantità equivalente, compensando così l'energia prelevata dalla rete. Allo stesso modo, quando il sistema rileva che l'energia viene esportata da un impianto solare sul tetto, la devia per caricare il veicolo elettrico, in modo molto simile al funzionamento dei caricabatterie intelligenti per veicoli elettrici. Per abilitare l'alimentazione di backup in caso di blackout o emergenza, il sistema V2H deve essere in grado di rilevare l'interruzione di rete e isolarsi dalla rete utilizzando un contattore automatico (interruttore). Questo processo è noto come funzionamento in isola e l'inverter bidirezionale funziona essenzialmente come un inverter off-grid utilizzando la batteria del veicolo elettrico. È necessaria un'apparecchiatura di isolamento dalla rete per abilitare il funzionamento di backup, in modo simile agli inverter ibridi utilizzati nei sistemi di batterie di backup.