V2H V2G V2L מהם השימושים של טעינה דו-כיוונית?

מהם השימושים של טעינה דו-כיוונית?
מטענים דו כיווניים יכולים לשמש לשני יישומים שונים. הראשון והמדובר ביותר הוא חיבור רכב לרשת החשמל או V2G, שנועד לשלוח או לייצא אנרגיה לרשת החשמל כאשר הביקוש גבוה. אם אלפי כלי רכב עם טכנולוגיית V2G מחוברים לחשמל ומופעלים, יש לכך פוטנציאל לשנות את האופן שבו חשמל מאוחסן ומיוצר בקנה מידה עצום. לרכבים חשמליים יש סוללות גדולות וחזקות, כך שההספק המשולב של אלפי כלי רכב עם V2G יכול להיות עצום. שימו לב ש-V2X הוא מונח המשמש לעיתים לתיאור שלושת הווריאציות המתוארות להלן.

חיבור בין כלי רכב (Vehicle-to-grid) או V2G – כלי רכב חשמליים מייצאים אנרגיה כדי לתמוך ברשת החשמל.
רכב לבית או V2H – אנרגיה חשמלית משמשת להפעלת בית או עסק.
רכב לטעינה או V2L * – ניתן להשתמש ברכב חשמלי להפעלת מכשירי חשמל או לטעינת רכבים חשמליים אחרים
* V2L אינו דורש מטען דו-כיווני כדי לפעול

השימוש השני של מטענים דו-כיווניים לרכב חשמלי הוא עבור רכב-לבתים (Vehicle-to-home) או V2H. כפי שמרמזים השמות, V2H מאפשר להשתמש ברכב חשמלי כמערכת סוללות ביתית לאגירת אנרגיה סולארית עודפת ולהפעלת הבית. לדוגמה, מערכת סוללות ביתית טיפוסית, כמו טסלה פאוורוול, בעלת קיבולת של 13.5 קילוואט-שעה. לעומת זאת, לרכב חשמלי ממוצע יש קיבולת של 65 קילוואט-שעה, שווה ערך לכמעט חמישה טסלה פאוורוול. בשל קיבולת הסוללה הגדולה, רכב חשמלי טעון במלואו יכול לתמוך בבית ממוצע במשך מספר ימים רצופים או הרבה יותר זמן בשילוב עם חשמל סולארי על הגג.

רכב לרשת – V2G
חיבור רכב לרשת החשמל (V2G) הוא מצב שבו חלק קטן מאנרגיית הסוללה של הרכב החשמלי המאוחסנת מיוצאת לרשת החשמל בעת הצורך, בהתאם להסדר השירות. כדי להשתתף בתוכניות V2G, נדרש מטען DC דו-כיווני ורכב חשמלי תואם. כמובן, ישנם תמריצים כספיים לעשות זאת ובעלי רכב חשמלי מקבלים זיכויים או עלויות חשמל מופחתות. רכבים חשמליים עם V2G יכולים גם לאפשר לבעלים להשתתף בתוכנית תחנת כוח וירטואלית (VPP) כדי לשפר את יציבות הרשת ואספקת החשמל בתקופות שיא הביקוש. רק קומץ רכבים חשמליים כיום כוללים יכולת V2G וטעינה דו-כיוונית של DC; אלה כוללים את הדגם המאוחר יותר ניסאן ליף (ZE1) ואת המכונות ההיברידיות הנטענות מיצובישי אאוטלנדר או אקליפס.

למרות הפרסום, אחת הבעיות בפריסת טכנולוגיית V2G היא האתגרים הרגולטוריים והיעדר פרוטוקולי טעינה דו כיווניים סטנדרטיים ומחברים. מטענים דו כיווניים, כמו ממירים סולאריים, נחשבים לצורה נוספת של ייצור חשמל וחייבים לעמוד בכל תקני הבטיחות והכיבוי הרגולטוריים במקרה של כשל ברשת החשמל. כדי להתגבר על מורכבויות אלו, חלק מיצרני הרכב, כמו פורד, פיתחו מערכות טעינה דו כיווניות פשוטות AC הפועלות רק עם רכבי פורד חשמליים כדי לספק חשמל לבית במקום לייצא לרשת. אחרים, כמו ניסאן, פועלים באמצעות מטענים דו כיווניים אוניברסליים כמו Wallbox Quasar, המתוארים ביתר פירוט להלן. למדו עוד על היתרונות של טכנולוגיית V2G.
כיום, רוב הרכבים החשמליים מצוידים ביציאת טעינה סטנדרטית של CCS DC. נכון לעכשיו, הרכב החשמלי היחיד המשתמש ביציאת CCS לטעינה דו-כיוונית הוא פורד F-150 Lightning EV שיצא לאחרונה. עם זאת, רכבים חשמליים נוספים עם יציאות חיבור CCS יהיו זמינים עם יכולות V2H ו-V2G בעתיד הקרוב, כאשר פולקסווגן הכריזה כי מכוניותיה החשמליות ID עשויות להציע טעינה דו-כיוונית מתישהו בשנת 2023.
2. רכב לבית – V2H
מערכת "רכב לבית" (V2H) דומה ל-V2G, אך האנרגיה משמשת באופן מקומי להפעלת בית במקום להיות מוזנת לרשת החשמל. זה מאפשר לרכב החשמלי לתפקד כמו מערכת סוללות ביתית רגילה, מה שמסייע להגביר את העצמאות שלו, במיוחד בשילוב עם אנרגיה סולארית על הגג. עם זאת, היתרון הבולט ביותר של V2H הוא היכולת לספק גיבוי חשמל במהלך הפסקת חשמל.

כדי ש-V2H יפעל, הוא דורש מטען חשמלי דו-כיווני תואם וציוד נוסף, כולל מד אנרגיה (מד CT) המותקן בנקודת החיבור לרשת הראשית. מד ה-CT מנטר את זרימת האנרגיה אל הרשת וממנה. כאשר המערכת מזהה אנרגיה מהרשת הנצרכת על ידי הבית, היא מאותתת למטען החשמלי הדו-כיווני לפרוק כמות שווה, ובכך מקזזת כל חשמל הנצרך מהרשת. באופן דומה, כאשר המערכת מזהה אנרגיה המיוצאת ממערך סולארי על הגג, היא מפנה אותה לטעינת הרכב החשמלי, בדומה מאוד לאופן שבו מטעני חשמל חכמים פועלים. כדי לאפשר גיבוי חשמל במקרה של הפסקת חשמל או חירום, מערכת V2H חייבת להיות מסוגלת לזהות את הפסקת החשמל ברשת ולבודד אותה מהרשת באמצעות מגען אוטומטי (מתג). זה ידוע בשם אי-פעולה, והממיר הדו-כיווני פועל למעשה כממיר מחוץ לרשת המשתמש בסוללת הרכב החשמלי. ציוד בידוד רשת נדרש כדי לאפשר פעולת גיבוי, בדומה לממירים היברידיים המשמשים במערכות סוללות גיבוי.