V2H V2G V2L Do czego służy ładowanie dwukierunkowe?

Do czego służy ładowanie dwukierunkowe?
Ładowarki dwukierunkowe mogą być wykorzystywane w dwóch różnych zastosowaniach. Pierwszym i najczęściej omawianym jest technologia Vehicle-to-grid (V2G), zaprojektowana do przesyłania lub eksportowania energii do sieci elektroenergetycznej w przypadku wysokiego zapotrzebowania. Jeśli tysiące pojazdów z technologią V2G zostanie podłączonych i uruchomionych, może to potencjalnie zrewolucjonizować sposób magazynowania i wytwarzania energii elektrycznej na masową skalę. Pojazdy elektryczne mają duże, wydajne akumulatory, więc łączna moc tysięcy pojazdów z technologią V2G może być ogromna. Należy pamiętać, że V2X to termin, który czasami opisuje wszystkie trzy opisane poniżej warianty.

Vehicle-to-grid (V2G) – pojazd elektryczny eksportuje energię w celu zasilania sieci elektroenergetycznej.
Vehicle-to-home (V2H) – energia z pojazdów elektrycznych jest wykorzystywana do zasilania domu lub firmy.
Pojazd do ładowania lub V2L * – Pojazd elektryczny może być używany do zasilania urządzeń lub ładowania innych pojazdów elektrycznych
* V2L nie wymaga do działania ładowarki dwukierunkowej

Drugim zastosowaniem dwukierunkowych ładowarek elektrycznych jest system Vehicle-to-Home, czyli V2H. Jak sama nazwa wskazuje, V2H umożliwia wykorzystanie pojazdu elektrycznego jako domowego systemu akumulatorów do magazynowania nadmiaru energii słonecznej i zasilania domu. Na przykład, typowy domowy system akumulatorów, taki jak Tesla Powerwall, ma pojemność 13,5 kWh. Natomiast przeciętny pojazd elektryczny ma pojemność 65 kWh, co odpowiada prawie pięciu ładowarkom Tesla Powerwall. Dzięki dużej pojemności akumulatora, w pełni naładowany pojazd elektryczny może zasilać przeciętny dom przez kilka dni z rzędu, a nawet znacznie dłużej, w połączeniu z panelami słonecznymi na dachu.

pojazd-sieć – V2G
W modelu Vehicle-to-Grid (V2G) niewielka część energii zgromadzonej w akumulatorze pojazdu elektrycznego jest w razie potrzeby eksportowana do sieci elektroenergetycznej, w zależności od umowy. Aby uczestniczyć w programach V2G, wymagane jest posiadanie dwukierunkowej ładowarki prądu stałego (DC) oraz kompatybilnego pojazdu elektrycznego. Oczywiście istnieją pewne zachęty finansowe, a właściciele pojazdów elektrycznych otrzymują kredyty lub niższe rachunki za energię elektryczną. Pojazdy elektryczne z V2G mogą również umożliwić właścicielowi udział w programie wirtualnej elektrowni (VPP), który poprawia stabilność sieci i dostarcza energię w okresach szczytowego zapotrzebowania. Obecnie tylko nieliczne pojazdy elektryczne oferują V2G i dwukierunkowe ładowanie prądem stałym; należą do nich nowszy model Nissan Leaf (ZE1) oraz hybrydy plug-in Mitsubishi Outlander i Eclipse.

Pomimo rozgłosu, jednym z problemów związanych z wdrażaniem technologii V2G są wyzwania regulacyjne oraz brak standardowych protokołów i złączy ładowania dwukierunkowego. Ładowarki dwukierunkowe, podobnie jak falowniki słoneczne, są uważane za inną formę wytwarzania energii i muszą spełniać wszystkie regulacyjne normy bezpieczeństwa oraz wyłączenia w przypadku awarii sieci. Aby przezwyciężyć te trudności, niektórzy producenci pojazdów, tacy jak Ford, opracowali proste, dwukierunkowe systemy ładowania prądem przemiennym, które współpracują wyłącznie z pojazdami elektrycznymi Forda i dostarczają energię do domu, a nie do sieci. Inni, tacy jak Nissan, korzystają z uniwersalnych ładowarek dwukierunkowych, takich jak Wallbox Quasar, opisanych bardziej szczegółowo poniżej. Dowiedz się więcej o zaletach technologii V2G.
Obecnie większość pojazdów elektrycznych jest wyposażona w standardowy port ładowania CCS DC. Obecnie jedynym pojazdem elektrycznym wykorzystującym port CCS do ładowania dwukierunkowego jest niedawno wprowadzony na rynek Ford F-150 Lightning EV. Jednak w najbliższej przyszłości więcej pojazdów elektrycznych z portami CCS będzie dostępnych z obsługą V2H i V2G, a VW ogłosił, że jego samochody elektryczne ID mogą oferować ładowanie dwukierunkowe już w 2023 roku.
2. Z pojazdu do domu – V2H
Technologia V2H (Vehicle-to-Home) jest podobna do V2G, ale energia jest wykorzystywana lokalnie do zasilania domu, a nie trafia do sieci elektroenergetycznej. Dzięki temu pojazd elektryczny może działać jak standardowy domowy system akumulatorów, zwiększając samowystarczalność, zwłaszcza w połączeniu z dachową instalacją fotowoltaiczną. Najbardziej oczywistą zaletą V2H jest jednak możliwość zapewnienia zasilania awaryjnego w przypadku awarii zasilania.

Do działania systemu V2H wymagana jest kompatybilna dwukierunkowa ładowarka pojazdów elektrycznych (EV) oraz dodatkowe wyposażenie, w tym licznik energii (CT) zainstalowany w głównym punkcie podłączenia do sieci. Licznik CT monitoruje przepływ energii do i z sieci. Gdy system wykryje zużycie energii z sieci przez dom, wysyła sygnał do dwukierunkowej ładowarki pojazdu elektrycznego, aby rozładowała taką samą ilość energii, kompensując w ten sposób pobór mocy z sieci. Podobnie, gdy system wykryje eksport energii z dachowego systemu fotowoltaicznego, przekierowuje ją w celu naładowania pojazdu elektrycznego, co jest bardzo podobne do działania inteligentnych ładowarek pojazdów elektrycznych. Aby umożliwić zasilanie awaryjne w przypadku awarii zasilania lub sytuacji awaryjnej, system V2H musi być w stanie wykryć awarię sieci i odizolować ją od sieci za pomocą automatycznego stycznika (przełącznika). Jest to znane jako praca wyspowa, a dwukierunkowy falownik działa zasadniczo jako falownik poza siecią, wykorzystując akumulator pojazdu elektrycznego. Do działania awaryjnego wymagany jest sprzęt do izolacji sieci, podobnie jak w przypadku falowników hybrydowych stosowanych w systemach akumulatorów zapasowych.