V2H V2G V2L Каковы цели двунаправленной зарядки?

Каковы цели двунаправленной зарядки?
Двунаправленные зарядные устройства могут использоваться в двух различных приложениях. Первое и наиболее обсуждаемое — это технология «Vehicle-to-grid» (V2G), предназначенная для передачи или экспорта энергии в электросеть при высоком спросе. Если тысячи автомобилей с технологией V2G будут подключены и активированы, это может кардинально изменить подход к хранению и генерации электроэнергии. Электромобили оснащены большими и мощными аккумуляторами, поэтому общая мощность тысяч автомобилей с технологией V2G может быть колоссальной. Обратите внимание, что термин V2X иногда используется для описания всех трёх вариантов, описанных ниже.

Транспортное средство-сеть или V2G — электромобиль экспортирует энергию для поддержки электросети.
Транспортное средство-дом или V2H — энергия электромобиля используется для питания дома или предприятия.
Автомобиль-зарядка или V2L* — электромобиль можно использовать для питания бытовых приборов или зарядки других электромобилей.
* Для работы V2L не требуется двунаправленное зарядное устройство.

Второе применение двунаправленных зарядных устройств для электромобилей — это система V2H (Vehicle to Home). Как следует из названия, V2H позволяет использовать электромобиль в качестве домашней аккумуляторной системы для хранения избыточной солнечной энергии и питания вашего дома. Например, типичная домашняя аккумуляторная система, такая как Tesla Powerwall, имеет ёмкость 13,5 кВт⋅ч. Для сравнения, ёмкость среднего электромобиля составляет 65 кВт⋅ч, что эквивалентно почти пяти Tesla Powerwall. Благодаря большой ёмкости аккумулятора полностью заряженный электромобиль может обеспечивать питанием среднестатистический дом в течение нескольких дней подряд, а при использовании с солнечной батареей на крыше — гораздо дольше.

транспортное средство-сеть – V2G
Технология V2G (Vehicle-to-grid) подразумевает, что небольшая часть накопленной энергии аккумулятора электромобиля отдаётся в электросеть по мере необходимости, в зависимости от условий обслуживания. Для участия в программах V2G требуется двунаправленное зарядное устройство постоянного тока и совместимый электромобиль. Конечно, существуют определённые финансовые стимулы, и владельцам электромобилей предоставляются кредиты или скидки на электроэнергию. Электромобили с V2G также могут участвовать в программе виртуальной электростанции (VPP) для повышения стабильности сети и обеспечения электроснабжения в периоды пикового спроса. В настоящее время лишь небольшое количество электромобилей поддерживают V2G и двунаправленную зарядку постоянным током; к ним относятся более поздняя модель Nissan Leaf (ZE1) и подключаемые гибриды Mitsubishi Outlander или Eclipse.

Несмотря на широкую огласку, одной из проблем внедрения технологии V2G являются нормативные требования и отсутствие стандартных протоколов двунаправленной зарядки и разъёмов. Двунаправленные зарядные устройства, такие как солнечные инверторы, считаются ещё одним видом генерации электроэнергии и должны соответствовать всем нормативным требованиям безопасности и стандартам отключения в случае сбоя электросети. Чтобы преодолеть эти трудности, некоторые автопроизводители, например, Ford, разработали простые двунаправленные системы зарядки переменным током, которые работают только с электромобилями Ford и обеспечивают электроэнергией дом, а не отдают её в сеть. Другие, например, Nissan, используют универсальные двунаправленные зарядные устройства, такие как Wallbox Quasar, подробно описанные ниже. Узнайте больше о преимуществах технологии V2G.
В настоящее время большинство электромобилей оснащены стандартным портом зарядки постоянного тока CCS. Единственным электромобилем, использующим порт CCS для двунаправленной зарядки, является недавно выпущенный Ford F-150 Lightning EV. Однако в ближайшем будущем появится больше электромобилей с портами CCS, поддерживающими V2H и V2G. Компания VW объявила, что её электромобили ID могут предложить двунаправленную зарядку уже в 2023 году.
2. От автомобиля до дома – V2H
Технология «автомобиль-дом» (V2H) похожа на V2G, но энергия используется локально для питания дома, а не поступает в электросеть. Это позволяет электромобилю функционировать как обычная домашняя аккумуляторная система, способствуя повышению автономности, особенно в сочетании с солнечной батареей на крыше. Однако наиболее очевидным преимуществом V2H является возможность обеспечения резервного питания во время отключения электроэнергии.

Для работы V2H требуется совместимое двунаправленное зарядное устройство для электромобилей и дополнительное оборудование, включая счетчик электроэнергии (CT), установленный в точке подключения к основной сети. CT-счетчик отслеживает поток энергии в сеть и из сети. Когда система обнаруживает потребление электроэнергии вашим домом из сети, она подает сигнал двунаправленному зарядному устройству электромобиля разрядить равное количество, тем самым компенсируя любую мощность, потребляемую из сети. Аналогично, когда система обнаруживает энергию, отдаваемую солнечной батареей на крыше, она перенаправляет ее на зарядку электромобиля, что очень похоже на работу интеллектуальных зарядных устройств для электромобилей. Чтобы обеспечить резервное питание в случае отключения электроэнергии или чрезвычайной ситуации, система V2H должна быть способна обнаружить отключение сети и изолировать ее от сети с помощью автоматического контактора (переключателя). Это называется островным режимом, и двунаправленный инвертор по сути работает как автономный инвертор, используя аккумулятор электромобиля. Для обеспечения резервного режима работы требуется оборудование для изоляции сети, во многом похожее на гибридные инверторы, используемые в системах резервного питания.