Что такое двунаправленная зарядка?

В большинстве электромобилей электричество поступает в одном направлении — от зарядного устройства, розетки или другого источника питания в аккумулятор. Для пользователя это, очевидно, влечет за собой затраты на электроэнергию, и, учитывая, что к концу десятилетия более половины всех продаж автомобилей, как ожидается, будут приходиться на электромобили, это создаст дополнительную нагрузку на и без того перегруженные электросети.

Двунаправленная зарядка позволяет передавать энергию в обратном направлении, от батареи к чему-либо, кроме трансмиссии автомобиля. Во время отключения электроэнергии правильно подключенный электромобиль может отправлять электричество обратно в дом или предприятие и поддерживать электроснабжение в течение нескольких дней — этот процесс известен как связь «автомобиль-дом» (V2H) или «автомобиль-здание» (V2B).

В более амбициозном варианте ваш электромобиль также может обеспечивать электроэнергией сеть в моменты высокого спроса — например, во время жары, когда все включают кондиционеры, — и предотвращать нестабильность или отключения электроэнергии. Это называется связью «автомобиль-сеть» (V2G).

Учитывая, что большинство автомобилей 95% времени стоят припаркованными, это заманчивая стратегия.

Но наличие автомобиля с возможностью двусторонней зарядки — это лишь часть решения. Необходимо также специальное зарядное устройство, обеспечивающее двустороннюю передачу энергии. Мы можем увидеть это уже в следующем году: в июне компания dcbel из Монреаля объявила, что её домашняя энергетическая станция r16 стала первым в США зарядным устройством для электромобилей с двунаправленной зарядкой, сертифицированным для использования в жилых домах.

Еще одно двунаправленное зарядное устройство, Quasar 2 от Wallbox, станет доступно для Kia EV9 в первой половине 2024 года.

Помимо оборудования, вам также потребуется соглашение о подключении к сети от вашей электроэнергетической компании, гарантирующее, что передача электроэнергии вышестоящим звеньям не перегрузит сеть.

А если вы хотите окупить часть своих инвестиций в технологию V2G, вам понадобится программное обеспечение, которое будет направлять систему на поддержание комфортного для вас уровня заряда, обеспечивая при этом наилучшую цену за продаваемую вами энергию. Крупнейшим игроком в этой области является компания Fermata Energy, основанная в 2010 году в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния.

«Клиенты подписываются на нашу платформу, а мы занимаемся всеми этими вопросами, связанными с электросетью», — говорит основатель Дэвид Слуцки. «Им не нужно об этом думать».

Компания Fermata участвовала в многочисленных пилотных проектах V2G и V2H по всей территории США. В Alliance Center, экологически ориентированном коворкинге в Денвере, автомобиль Nissan Leaf подключен к двунаправленному зарядному устройству Fermata, когда он не используется. В центре утверждают, что программное обеспечение Fermata для прогнозирования пиковых нагрузок позволяет им экономить 300 долларов в месяц на счетах за электроэнергию благодаря так называемому управлению платой за потребление электроэнергии за счетчиком.

По данным компании Fermata, в городе Берриллвилл, штат Род-Айленд, автомобиль Leaf, припаркованный у очистных сооружений, заработал почти 9000 долларов за два лета, сбрасывая электроэнергию обратно в сеть в часы пик.

В настоящее время большинство проектов V2G представляют собой небольшие коммерческие испытания. Но Слуцки говорит, что вскоре услуги для жилых домов станут повсеместными.

«Это не будущее, — говорит он. — На самом деле, это уже происходит. Просто сейчас это набирает масштабы».

Двунаправленная зарядка: от автомобиля к дому.
Простейшая форма двунаправленной передачи энергии известна как технология «транспортное средство — зарядное устройство», или V2L. С её помощью можно заряжать туристическое снаряжение, электроинструменты или другое электромобиле (известное как V2V). Есть и более впечатляющие примеры применения: в прошлом году техасский уролог Кристофер Янг объявил, что во время отключения электроэнергии он провёл вазэктомию, используя для питания своих инструментов аккумулятор своего пикапа Rivian R1T.

Вы также можете услышать термин V2X, или «транспортное средство для всего». Это несколько запутанный общий термин, который может использоваться для обозначения V2H, V2G или даже просто управляемой зарядки, известной как V1G. Но в автомобильной промышленности эта аббревиатура используется в другом контексте для обозначения любого вида связи между транспортным средством и другим объектом, включая пешеходов, уличные фонари или центры обработки данных о дорожном движении.

Из различных вариантов двунаправленной зарядки технология V2H пользуется наибольшей поддержкой, поскольку вызванные деятельностью человека изменения климата и плохое обслуживание электросетей привели к значительному увеличению числа отключений электроэнергии. Согласно анализу федеральных данных, проведенному Wall Street Journal в 2020 году, в США произошло более 180 масштабных и продолжительных сбоев, по сравнению с менее чем двумя десятками в 2000 году.

Системы хранения энергии в аккумуляторах электромобилей имеют ряд преимуществ перед дизельными или пропановыми генераторами, в том числе то, что после стихийного бедствия электроснабжение обычно восстанавливается быстрее, чем при использовании других видов топлива. Кроме того, традиционные генераторы шумные, громоздкие и выделяют вредные выхлопные газы.

Помимо обеспечения аварийного электроснабжения, технология V2H потенциально может сэкономить вам деньги: если вы используете накопленную энергию для питания своего дома, когда тарифы на электроэнергию выше, вы можете снизить свои счета за электроэнергию. И вам не потребуется соглашение о подключении к сети, поскольку вы не отправляете электроэнергию обратно в сеть.

Однако использование технологии V2H во время отключения электроэнергии имеет смысл лишь до определенного момента, считает энергетический аналитик Эйслер.

«Если вы столкнулись с ситуацией, когда энергосеть ненадежна и может даже выйти из строя, вы должны задать себе вопрос: как долго продлится этот сбой? — говорит он. — Сможете ли вы подзарядить свой электромобиль, когда это потребуется?»

Аналогичная критика прозвучала и от Tesla — во время той же самой пресс-конференции для инвесторов в марте, на которой компания объявила о добавлении двусторонней связи. На этом мероприятии генеральный директор Илон Маск преуменьшил значение этой функции, назвав её «крайне неудобной».

«Если вы отключите свой автомобиль от сети, в вашем доме погаснет свет», — заметил он. Конечно, технология V2H станет прямым конкурентом Tesla Powerwall, запатентованной солнечной батареи Маска.

Двунаправленная зарядка: автомобиль в сеть

Владельцы домов во многих штатах уже могут продавать излишки энергии, вырабатываемой с помощью солнечных батарей на крышах, обратно в сеть. А что если бы более миллиона электромобилей, которые, как ожидается, будут проданы в США в этом году, могли делать то же самое?

Согласно исследованиям ученых из Рочестерского университета, водители могли бы сэкономить от 120 до 150 долларов в год на счетах за электроэнергию.

Технология V2G (Vehicle-to-Grid) всё ещё находится на начальной стадии развития — энергетические компании всё ещё пытаются понять, как подготовить сеть и как платить клиентам, которые продают им киловатт-часы. Но пилотные программы запускаются по всему миру: калифорнийская компания Pacific Gas and Electric, крупнейшая коммунальная компания США, начала набор клиентов в пилотный проект стоимостью 11,7 миллиона долларов, чтобы выяснить, как в конечном итоге интегрировать двунаправленную передачу данных.

Согласно плану, бытовые потребители получат до 2500 долларов на оплату установки двунаправленного зарядного устройства, а также будут получать плату за возврат электроэнергии в сеть при ожидаемом дефиците. В зависимости от серьезности потребности и мощности, которую люди готовы использовать для зарядки, участники могут заработать от 10 до 50 долларов за одно мероприятие, сообщил представитель PG&E Пол Доэрти изданию dot.LA в декабре.

Компания PG&E поставила перед собой цель к 2030 году обеспечить электроэнергией 3 миллиона электромобилей в своей зоне обслуживания, при этом более 2 миллионов из них должны быть способны поддерживать технологию V2G (Vehicle-to-Grid).