Czym jest ładowanie dwukierunkowe?

W przypadku większości pojazdów elektrycznych energia elektryczna płynie w jedną stronę – z ładowarki, gniazdka ściennego lub innego źródła zasilania do akumulatora. Energia elektryczna generuje oczywisty koszt dla użytkownika, a biorąc pod uwagę, że do końca dekady ponad połowa sprzedaży samochodów będzie stanowiła pojazdy elektryczne, rośnie obciążenie dla i tak już przeciążonych sieci energetycznych.

Ładowanie dwukierunkowe pozwala na przesyłanie energii w drugą stronę, z akumulatora do urządzenia innego niż układ napędowy samochodu. Podczas awarii zasilania, prawidłowo podłączony pojazd elektryczny może odesłać energię elektryczną do domu lub firmy i utrzymać zasilanie przez kilka dni – proces ten znany jest jako „pojazd-dom” (V2H) lub „pojazd-budynek” (V2B).

Bardziej ambitnie, Twój pojazd elektryczny mógłby również dostarczać energię do sieci w okresach dużego zapotrzebowania – na przykład podczas fali upałów, gdy wszyscy korzystają z klimatyzatorów – i zapobiegać niestabilności lub przerwom w dostawie prądu. To tzw. technologia pojazd-sieć (V2G).

Biorąc pod uwagę, że większość samochodów przez 95% czasu stoi zaparkowana, jest to kusząca strategia.

Ale posiadanie samochodu z możliwością ładowania dwukierunkowego to tylko część równania. Potrzebna jest również specjalna ładowarka, która umożliwia przepływ energii w obie strony. Moglibyśmy się o tym przekonać już w przyszłym roku: w czerwcu firma dcbel z Montrealu ogłosiła, że ​​jej domowa stacja energetyczna r16 stała się pierwszą dwukierunkową ładowarką do pojazdów elektrycznych certyfikowaną do użytku domowego w USA.

Kolejna ładowarka dwukierunkowa – Quasar 2 firmy Wallbox – będzie dostępna dla modelu Kia EV9 w pierwszej połowie 2024 roku.

Oprócz sprzętu będziesz potrzebować także umowy o współpracy z dostawcą energii elektrycznej, która zagwarantuje, że przesyłanie energii elektrycznej w górę sieci nie spowoduje jej przeciążenia.

A jeśli chcesz odzyskać część swojej inwestycji dzięki V2G, potrzebujesz oprogramowania, które nakieruje system tak, aby utrzymywał komfortowy dla Ciebie poziom naładowania, zapewniając jednocześnie najlepszą cenę za odsprzedaną energię. Dużym graczem na tym rynku jest Fermata Energy, firma z siedzibą w Charlottesville w stanie Wirginia, założona w 2010 roku.

„Klienci subskrybują naszą platformę, a my zajmujemy się całą tą siatką” – mówi założyciel David Slutzky. „Nie muszą o tym myśleć”.

Fermata współpracowała przy licznych pilotażach V2G i V2H w całych Stanach Zjednoczonych. W Alliance Center, przestrzeni coworkingowej nastawionej na zrównoważony rozwój w Denver, Nissan Leaf jest podłączony do dwukierunkowej ładowarki Fermata, gdy nie jest używany. Centrum twierdzi, że oprogramowanie Fermata, prognozujące szczytowe zapotrzebowanie, pozwala zaoszczędzić 300 dolarów miesięcznie na rachunku za prąd dzięki tzw. zarządzaniu opłatami za licznikiem.

Według Fermaty, w Burrillville w stanie Rhode Island Leaf zaparkowany przy oczyszczalni ścieków zarobił prawie 9000 dolarów w ciągu dwóch lat, odprowadzając energię elektryczną do sieci w okresach szczytowego natężenia ruchu.

Obecnie większość konfiguracji V2G to testy komercyjne na małą skalę. Slutzky twierdzi jednak, że wkrótce usługi dla gospodarstw domowych staną się powszechne.

„To nie jest przyszłość” – mówi. „To już się dzieje, naprawdę. Tyle że wkrótce nabierze skali”.

Ładowanie dwukierunkowe: z pojazdu do domu
Najprostszą formą zasilania dwukierunkowego jest tzw. ładowanie pojazdu (V2L). Dzięki niemu można ładować sprzęt kempingowy, elektronarzędzia lub inny pojazd elektryczny (znane jako V2V). Istnieją również bardziej dramatyczne przypadki zastosowań: w zeszłym roku urolog z Teksasu Christopher Yang ogłosił, że podczas awarii zasilania wykonał wazektomię, zasilając swoje narzędzia akumulatorem z pickupa Rivian R1T.

Możesz również usłyszeć termin V2X, czyli „pojazd do wszystkiego”. To nieco mylące określenie, które może być terminem zbiorczym dla V2H, V2G, a nawet po prostu zarządzanego ładowania, znanego jako V1G. Jednak inni przedstawiciele branży motoryzacyjnej używają tego skrótu w innym kontekście, oznaczając dowolną komunikację między pojazdem a innym podmiotem, w tym pieszymi, latarniami ulicznymi czy centrami danych o ruchu drogowym.

Spośród różnych wariantów ładowania dwukierunkowego, V2H cieszy się największym poparciem, ponieważ antropogeniczne zmiany klimatu i źle utrzymane sieci energetyczne znacznie zwiększyły częstotliwość przerw w dostawach prądu. Według przeglądu danych federalnych przeprowadzonego przez Wall Street Journal, w 2020 roku w całych Stanach Zjednoczonych odnotowano ponad 180 rozległych i długotrwałych przerw w dostawach prądu, w porównaniu z niespełna dwoma tuzinami w 2000 roku.

Akumulatory pojazdów elektrycznych mają kilka zalet w porównaniu z generatorami diesla lub propan-butan, między innymi to, że po katastrofie zasilanie elektryczne jest zazwyczaj przywracane szybciej niż w przypadku innych źródeł energii. Tradycyjne generatory są głośne, nieporęczne i wydzielają szkodliwe opary.

Poza zapewnieniem zasilania awaryjnego, V2H może potencjalnie zaoszczędzić Ci pieniądze: wykorzystując zmagazynowaną energię do zasilania domu, gdy stawki za prąd są wyższe, możesz obniżyć rachunki za energię. I nie potrzebujesz umowy o przyłączu, ponieważ nie odsyłasz energii elektrycznej do sieci.

Analityk ds. energii Eisler twierdzi jednak, że stosowanie technologii V2H w przypadku awarii zasilania ma sens tylko do pewnego stopnia.

„Jeśli rozważasz sytuację, w której sieć energetyczna jest zawodna i może nawet ulec awarii, musisz zadać sobie pytanie, jak długo ta awaria będzie trwała” – mówi. „Czy będziesz w stanie naładować ten samochód elektryczny, kiedy będzie to potrzebne?”

Podobną krytykę wygłosiła Tesla – podczas tej samej konferencji prasowej z okazji Dnia Inwestorów w marcu, na której firma ogłosiła dodanie funkcji dwukierunkowej. Podczas tego wydarzenia prezes Elon Musk zbagatelizował tę funkcję, nazywając ją „niezwykle niewygodną”.

„Jeśli odłączysz samochód od prądu, w domu zrobi się ciemno” – zauważył. Oczywiście V2H byłby bezpośrednim konkurentem Tesli Powerwall, opatentowanej baterii słonecznej Muska.

Ładowanie dwukierunkowe: pojazd do sieci

Właściciele domów w wielu stanach mogą już sprzedawać nadwyżki energii generowanej przez panele słoneczne na dachach do sieci. Co by było, gdyby ponad milion samochodów elektrycznych, których sprzedaż w USA spodziewana jest w tym roku, mogło zrobić to samo?

Według naukowców z University of Rochester kierowcy mogliby zaoszczędzić od 120 do 150 dolarów rocznie na rachunkach za energię.

Technologia V2G jest wciąż w powijakach — firmy energetyczne wciąż zastanawiają się, jak przygotować sieć i jak płacić klientom, którzy sprzedają im kilowatogodziny. Jednak programy pilotażowe są już wdrażane na całym świecie: Pacific Gas and Electric z Kalifornii, największy dostawca energii elektrycznej w USA, rozpoczął rekrutację klientów do pilotażu o wartości 11,7 miliona dolarów, aby ustalić, jak ostatecznie zintegrować dwukierunkowość.

Zgodnie z planem, klienci indywidualni otrzymają do 2500 dolarów na pokrycie kosztów instalacji ładowarki dwukierunkowej oraz będą otrzymywać wynagrodzenie za oddawanie energii elektrycznej do sieci w przypadku przewidywanego niedoboru. W zależności od skali zapotrzebowania i pojemności, jaką ludzie są gotowi oddać, uczestnicy mogą zarobić od 10 do 50 dolarów za wydarzenie, powiedział rzecznik PG&E Paul Doherty w grudniu dla dot.LA.

PG&E postawiło sobie za cel obsługę 3 milionów pojazdów elektrycznych na swoim obszarze do 2030 roku, przy czym ponad 2 miliony z nich będzie mogło obsługiwać technologię V2G.