V2H V2G V2L Quais são as utilidades do carregamento bidirecional?

Quais são as aplicações do carregamento bidirecional?
Os carregadores bidirecionais podem ser usados ​​para duas aplicações diferentes. A primeira e mais comentada é a tecnologia Veículo-para-Rede (V2G), projetada para enviar ou exportar energia para a rede elétrica quando a demanda é alta. Se milhares de veículos com tecnologia V2G forem conectados e habilitados, isso tem o potencial de transformar a forma como a eletricidade é armazenada e gerada em larga escala. Os veículos elétricos possuem baterias grandes e potentes, portanto, a potência combinada de milhares de veículos com V2G poderia ser enorme. Observe que V2X é um termo que às vezes é usado para descrever todas as três variações descritas abaixo.

Veículo para rede ou V2G – o veículo elétrico exporta energia para abastecer a rede elétrica.
Veículo para casa ou V2H – a energia de um veículo elétrico é usada para alimentar uma casa ou empresa.
Veículo para carga ou V2L * – O veículo elétrico pode ser usado para alimentar aparelhos ou carregar outros veículos elétricos.
* O V2L não requer um carregador bidirecional para funcionar.

O segundo uso de carregadores bidirecionais para veículos elétricos é para o sistema "Veículo para Casa" (V2H, na sigla em inglês). Como o nome sugere, o V2H permite que um veículo elétrico seja usado como um sistema de baterias residenciais para armazenar o excesso de energia solar e alimentar sua casa. Por exemplo, um sistema de baterias residenciais típico, como o Tesla Powerwall, tem uma capacidade de 13,5 kWh. Em contraste, um veículo elétrico médio tem uma capacidade de 65 kWh, o equivalente a quase cinco Tesla Powerwalls. Devido à grande capacidade da bateria, um veículo elétrico totalmente carregado poderia abastecer uma casa média por vários dias consecutivos ou por muito mais tempo quando combinado com painéis solares instalados no telhado.

veículo para rede – V2G
A tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) permite que uma pequena porção da energia armazenada na bateria de um veículo elétrico seja exportada para a rede elétrica quando necessário, dependendo do contrato de fornecimento. Para participar de programas V2G, é necessário um carregador bidirecional de corrente contínua (CC) e um veículo elétrico compatível. Existem incentivos financeiros para essa tecnologia, e os proprietários de veículos elétricos recebem créditos ou têm suas contas de luz reduzidas. Veículos elétricos com V2G também permitem que o proprietário participe de um programa de usina virtual (VPP) para melhorar a estabilidade da rede e fornecer energia durante os períodos de pico de demanda. Atualmente, apenas alguns veículos elétricos possuem capacidade de carregamento V2G e bidirecional de CC; entre eles, estão o Nissan Leaf (ZE1) de modelo mais recente e os híbridos plug-in Mitsubishi Outlander e Eclipse.

Apesar da publicidade, um dos problemas com a implementação da tecnologia V2G (Vehicle-to-Grid) são os desafios regulatórios e a falta de protocolos e conectores padronizados para carregamento bidirecional. Carregadores bidirecionais, assim como inversores solares, são considerados outra forma de geração de energia e devem atender a todos os padrões regulatórios de segurança e desligamento em caso de falha na rede elétrica. Para superar essas complexidades, algumas montadoras, como a Ford, desenvolveram sistemas simples de carregamento bidirecional CA que operam apenas com veículos elétricos da Ford para fornecer energia à residência, em vez de exportá-la para a rede. Outras, como a Nissan, utilizam carregadores bidirecionais universais, como o Wallbox Quasar, descrito com mais detalhes abaixo. Saiba mais sobre os benefícios da tecnologia V2G.
Atualmente, a maioria dos veículos elétricos (VEs) vem equipada com a porta de carregamento CCS padrão. O único VE que utiliza uma porta CCS para carregamento bidirecional é a recém-lançada Ford F-150 Lightning EV. No entanto, mais VEs com portas de conexão CCS e capacidade de carregamento V2H e V2G estarão disponíveis em um futuro próximo. A VW anunciou que seus carros elétricos da linha ID poderão oferecer carregamento bidirecional em algum momento de 2023.
2. Veículo para Casa – V2H
A tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) é semelhante à V2G, mas a energia é usada localmente para alimentar uma residência, em vez de ser injetada na rede elétrica. Isso permite que o veículo elétrico funcione como um sistema de baterias doméstico comum, ajudando a aumentar a autossuficiência, especialmente quando combinada com painéis solares fotovoltaicos instalados no telhado. No entanto, o benefício mais evidente da V2H é a capacidade de fornecer energia de reserva durante um apagão.

Para que o sistema V2H funcione, é necessário um carregador bidirecional compatível para veículos elétricos e equipamentos adicionais, incluindo um medidor de energia (medidor CT) instalado no ponto de conexão principal da rede. O medidor CT monitora o fluxo de energia de e para a rede. Quando o sistema detecta consumo de energia da rede pela sua residência, ele sinaliza o carregador bidirecional para descarregar uma quantidade equivalente, compensando assim qualquer energia consumida da rede. Da mesma forma, quando o sistema detecta energia sendo exportada por um sistema de painéis solares no telhado, ele a direciona para carregar o veículo elétrico, de forma muito semelhante ao funcionamento dos carregadores inteligentes para veículos elétricos. Para permitir o fornecimento de energia de reserva em caso de queda de energia ou emergência, o sistema V2H deve ser capaz de detectar a interrupção da rede e isolá-lo da mesma por meio de um contator automático (interruptor). Isso é conhecido como operação em ilha, e o inversor bidirecional opera essencialmente como um inversor isolado da rede, utilizando a bateria do veículo elétrico. Equipamentos de isolamento da rede são necessários para habilitar a operação de reserva, assim como os inversores híbridos usados ​​em sistemas de baterias de reserva.