V2H V2G V2L 双方向充電の用途は何ですか?

双方向充電の用途は何ですか?
双方向充電器は2つの異なる用途に使用できます。1つ目、そして最も話題になっているのは、Vehicle-to-grid（V2G）です。これは、需要が高いときに電力網に電力を送電または輸出するように設計されています。V2G技術を搭載した数千台の車両がプラグインされ、電源が供給されれば、大規模な電力貯蔵と発電の方法を変える可能性があります。EVは大型で強力なバッテリーを搭載しているため、V2Gを搭載した数千台の車両を合わせた電力は莫大なものになる可能性があります。なお、V2Xという用語は、以下で説明する3つのバリエーションすべてを指すために使用されることがあります。

Vehicle-to-Grid（V2G） – EV は電力網をサポートするためにエネルギーを輸出します。
V2H（Vehicle-to-Home） – EV エネルギーは家庭や企業への電力供給に使用されます。
車両から負荷への電力供給（V2L）* – EVは家電製品に電力を供給したり、他のEVを充電したりするために使用できます。
* V2Lは双方向充電器を必要としません

双方向EV充電器の2つ目の用途は、Vehicle-to-Home（V2H）です。その名の通り、V2HはEVを家庭用蓄電池システムのように利用し、余剰の太陽光エネルギーを蓄電して家庭に電力を供給します。例えば、テスラ・パワーウォールのような一般的な家庭用蓄電池システムの容量は13.5kWhです。一方、平均的なEVの容量は65kWhで、これはテスラ・パワーウォール約5台分に相当します。バッテリー容量が大きいため、フル充電のEVは平均的な家庭で数日間連続して電力を供給でき、屋上太陽光発電と組み合わせればさらに長時間の電力供給も可能です。

車両から電力網へ – V2G
V2G（Vehicle-to-Grid）とは、EVバッテリーに蓄えられたエネルギーの一部を、必要に応じてサービス契約に基づいて電力網に送電する仕組みです。V2Gプログラムに参加するには、双方向DC充電器と対応EVが必要です。もちろん、これに参加することで一定の金銭的インセンティブが得られ、EVオーナーにはクレジットや電気料金の割引が提供されます。V2G対応EVは、仮想発電所（VPP）プログラムに参加することで、電力網の安定性を向上させ、ピーク需要時に電力を供給することも可能になります。現在、V2Gと双方向DC充電機能を備えたEVはごくわずかで、これには後期型の日産リーフ（ZE1）や三菱アウトランダー、またはエクリプスのプラグインハイブリッド車が含まれます。

注目を集めているにもかかわらず、V2G技術の導入における課題の一つは、規制上の課題と、標準的な双方向充電プロトコルやコネクタの不足です。太陽光インバータと同様に、双方向充電器は発電形態の一つとみなされ、系統障害発生時の安全性とシャットダウンに関するすべての規制基準を満たす必要があります。こうした複雑な問題を克服するため、フォードなどの一部の自動車メーカーは、フォードのEVのみで動作し、系統への電力供給ではなく家庭への電力供給を可能にする、シンプルなAC双方向充電システムを開発しました。日産など他のメーカーは、Wallbox Quasarなどの汎用的な双方向充電器を使用してシステムを構築しています。詳細は後述します。V2G技術のメリットについて詳しくはこちらをご覧ください。
現在、ほとんどのEVは標準的なCCS DC充電ポートを備えています。現在、双方向充電にCCSポートを採用しているEVは、最近発売されたフォードF-150 Lightning EVのみです。しかし、近い将来、V2HおよびV2G対応のCCS接続ポートを備えたEVがさらに増える見込みです。VWは、IDシリーズの電気自動車が2023年中に双方向充電に対応する可能性があると発表しています。
2. 車両から自宅へ – V2H
V2H（Vehicle-to-Home）はV2Gに似ていますが、電気を電力網に送電するのではなく、家庭内で利用して電力を供給します。これにより、EVは通常の家庭用蓄電池システムのように機能し、特に屋根置き太陽光発電と組み合わせることで、自給自足性を高めることができます。しかし、V2Hの最も明らかなメリットは、停電時にバックアップ電源を提供できることです。

V2H を動作させるには、互換性のある双方向 EV 充電器と、メインのグリッド接続ポイントに設置されたエネルギー メーター (CT メーター) などの追加機器が必要です。CT メーターは、グリッドとの間のエネルギー フローを監視します。システムが自宅で消費されたグリッド エネルギーを検出すると、双方向 EV 充電器に同量を放電するように信号を送り、グリッドから引き出された電力を相殺します。同様に、システムが屋上のソーラー アレイからエクスポートされたエネルギーを検出すると、これを EV の充電に転用します。これは、スマート EV 充電器の動作と非常によく似ています。停電や緊急時にバックアップ電源を有効にするには、V2H システムがグリッドの停電を検出し、自動接触器 (スイッチ) を使用してネットワークから分離できる必要があります。これはアイランディングと呼ばれ、双方向インバータは基本的に EV バッテリーを使用するオフグリッド インバータとして動作します。バックアップ操作を有効にするには、バックアップ バッテリー システムで使用されるハイブリッド インバータと同様に、グリッド分離機器が必要です。