การชาร์จแบบสองทิศทางคืออะไร?

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ ไฟฟ้าจะไหลในทิศทางเดียว คือจากเครื่องชาร์จ ปลั๊กไฟ หรือแหล่งพลังงานอื่นๆ เข้าสู่แบตเตอรี่ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าผู้ใช้ต้องเสียค่าใช้จ่ายสำหรับค่าไฟฟ้า และด้วยการคาดการณ์ว่ายอดขายรถยนต์มากกว่าครึ่งหนึ่งจะเป็นรถยนต์ไฟฟ้าภายในสิ้นทศวรรษนี้ จึงเป็นการเพิ่มภาระให้กับโครงข่ายไฟฟ้าที่กำลังรับภาระหนักอยู่แล้ว

การชาร์จแบบสองทิศทางช่วยให้คุณสามารถถ่ายโอนพลังงานในทิศทางตรงกันข้ามได้ นั่นคือจากแบตเตอรี่ไปยังสิ่งอื่นที่ไม่ใช่ระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ ในช่วงที่ไฟฟ้าดับ รถยนต์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออย่างถูกต้องสามารถส่งกระแสไฟฟ้ากลับไปยังบ้านหรือธุรกิจและรักษากระแสไฟฟ้าให้คงอยู่ได้หลายวัน ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่าการชาร์จจากรถยนต์ไปยังบ้าน (V2H) หรือการชาร์จจากรถยนต์ไปยังอาคาร (V2B)

ในแง่ที่ทะเยอทะยานกว่านั้น รถยนต์ไฟฟ้าของคุณยังสามารถจ่ายพลังงานให้กับเครือข่ายได้เมื่อความต้องการสูง เช่น ในช่วงคลื่นความร้อนที่ทุกคนเปิดเครื่องปรับอากาศ และหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรหรือไฟดับ ซึ่งเรียกว่าระบบส่งพลังงานจากรถยนต์สู่โครงข่าย (Vehicle-to-Grid หรือ V2G)

เมื่อพิจารณาว่ารถยนต์ส่วนใหญ่จอดอยู่กับที่ถึง 95% ของเวลาทั้งหมด นี่จึงเป็นกลยุทธ์ที่น่าสนใจ

แต่การมีรถยนต์ที่มีความสามารถในการชาร์จและคายประจุได้ทั้งสองทิศทางนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสมการเท่านั้น คุณยังต้องมีเครื่องชาร์จพิเศษที่ช่วยให้พลังงานไหลได้ทั้งสองทิศทางด้วย เราอาจได้เห็นสิ่งนั้นเร็วที่สุดในปีหน้า: ในเดือนมิถุนายน บริษัท dcbel จากเมืองมอนทรีออลได้ประกาศว่าสถานีชาร์จพลังงานในบ้านรุ่น r16 ของตนได้กลายเป็นเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบชาร์จและคายประจุได้ทั้งสองทิศทางเครื่องแรกที่ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานในที่พักอาศัยในสหรัฐอเมริกา

เครื่องชาร์จแบบสองทิศทางอีกรุ่นหนึ่งคือ Quasar 2 จาก Wallbox จะวางจำหน่ายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Kia EV9 ในช่วงครึ่งแรกของปี 2024

นอกเหนือจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์แล้ว คุณยังต้องมีข้อตกลงการเชื่อมต่อจากบริษัทไฟฟ้าของคุณ เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งกระแสไฟฟ้าไปยังต้นทางจะไม่ทำให้ระบบสายส่งไฟฟ้าล้นเกินกำลัง

และหากคุณต้องการได้ผลตอบแทนจากการลงทุนในระบบ V2G คุณจะต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ควบคุมระบบให้รักษาระดับการชาร์จที่คุณพอใจ ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้คุณได้ราคาที่ดีที่สุดสำหรับพลังงานที่คุณขายคืน บริษัทชั้นนำในด้านนี้คือ Fermata Energy ซึ่งเป็นบริษัทที่ตั้งอยู่ในเมืองชาร์ลอตต์สวิลล์ รัฐเวอร์จิเนีย ก่อตั้งขึ้นในปี 2010

เดวิด สลุตซ์กี้ ผู้ก่อตั้งกล่าวว่า “ลูกค้าสมัครใช้แพลตฟอร์มของเรา และเราจะจัดการเรื่องระบบโครงข่ายไฟฟ้าทั้งหมดให้ พวกเขาไม่ต้องคิดอะไรเลย”

Fermata ได้ร่วมมือในโครงการนำร่อง V2G และ V2H จำนวนมากทั่วสหรัฐอเมริกา ที่ Alliance Center ซึ่งเป็นพื้นที่ทำงานร่วมกันที่คำนึงถึงความยั่งยืนในเดนเวอร์ รถยนต์ Nissan Leaf จะถูกเสียบเข้ากับเครื่องชาร์จแบบสองทิศทางของ Fermata เมื่อไม่ได้ใช้งาน ศูนย์ดังกล่าวระบุว่าซอฟต์แวร์คาดการณ์ช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดของ Fermata สามารถช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้ถึง 300 ดอลลาร์ต่อเดือน ด้วยสิ่งที่เรียกว่าการจัดการค่าใช้จ่ายตามปริมาณการใช้ไฟฟ้าหลังมิเตอร์

ในเมืองเบอร์ริลวิลล์ รัฐโรดไอส์แลนด์ รถยนต์ไฟฟ้าลีฟคันหนึ่งที่จอดอยู่หน้าโรงบำบัดน้ำเสีย สามารถสร้างรายได้เกือบ 9,000 ดอลลาร์ในช่วงสองฤดูร้อน ตามข้อมูลของเฟอร์มาตา โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้ากลับคืนสู่ระบบสายส่งในช่วงที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด

ในขณะนี้ ระบบ V2G ส่วนใหญ่เป็นการทดลองเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก แต่ Slutzky กล่าวว่าบริการสำหรับที่อยู่อาศัยจะแพร่หลายในไม่ช้า

“นี่ไม่ใช่เรื่องในอนาคต” เขากล่าว “จริงๆ แล้วมันกำลังเกิดขึ้นอยู่แล้ว เพียงแต่ว่ามันกำลังจะขยายขนาดขึ้นเท่านั้นเอง”

การชาร์จแบบสองทิศทาง: จากรถยนต์ไปยังบ้าน
รูปแบบที่ง่ายที่สุดของการจ่ายพลังงานแบบสองทิศทางเรียกว่า การส่งพลังงานจากยานพาหนะไปยังโหลด หรือ V2L ด้วยระบบนี้ คุณสามารถชาร์จอุปกรณ์ตั้งแคมป์ เครื่องมือไฟฟ้า หรือยานพาหนะไฟฟ้าคันอื่น (เรียกว่า V2V) นอกจากนี้ยังมีกรณีการใช้งานที่น่าทึ่งกว่านั้น เช่น ปีที่แล้ว คริสโตเฟอร์ หยาง ศัลยแพทย์ระบบทางเดินปัสสาวะชาวเท็กซัส ประกาศว่าเขาทำการผ่าตัดทำหมันชายสำเร็จในช่วงที่ไฟฟ้าดับ โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ในรถกระบะ Rivian R1T ของเขา

คุณอาจเคยได้ยินคำว่า V2X หรือ Vehicle to Everything ซึ่งเป็นคำที่ค่อนข้างสับสนและครอบคลุมหลายอย่าง เช่น V2H, V2G หรือแม้แต่ V1G ที่ใช้เรียกการชาร์จแบบจัดการ แต่ในอุตสาหกรรมยานยนต์บางแห่งใช้คำย่อนี้ในบริบทที่แตกต่างออกไป หมายถึงการสื่อสารทุกประเภทระหว่างยานพาหนะกับสิ่งอื่น ๆ รวมถึงคนเดินเท้า ไฟถนน หรือศูนย์ข้อมูลการจราจร

ในบรรดาเทคโนโลยีการชาร์จแบบสองทิศทางต่างๆ เทคโนโลยี V2H ได้รับการสนับสนุนมากที่สุด เนื่องจากภาวะโลกร้อนที่เกิดจากฝีมือมนุษย์และการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าที่ไม่ดี ทำให้ไฟฟ้าดับบ่อยขึ้น จากการตรวจสอบข้อมูลของรัฐบาลกลางโดยวอลล์สตรีทเจอร์นัล พบว่า ในปี 2020 มีไฟฟ้าดับเป็นวงกว้างและต่อเนื่องมากกว่า 180 ครั้งทั่วสหรัฐอเมริกา เพิ่มขึ้นจากน้อยกว่าสองโหลในปี 2000

ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีข้อดีหลายประการเหนือกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือโพรเพน รวมถึงข้อดีที่ว่าหลังเกิดภัยพิบัติ ระบบไฟฟ้ามักจะกลับมาใช้งานได้เร็วกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั้นมีเสียงดัง เทอะทะ และปล่อยควันพิษออกมาด้วย

นอกเหนือจากการให้พลังงานสำรองฉุกเฉินแล้ว ระบบ V2H ยังอาจช่วยประหยัดเงินได้อีกด้วย: หากคุณใช้พลังงานที่เก็บไว้เพื่อจ่ายไฟให้บ้านในช่วงที่ค่าไฟฟ้าสูงขึ้น คุณก็สามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ และคุณไม่จำเป็นต้องมีข้อตกลงเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าหลัก เพราะคุณไม่ได้ส่งไฟฟ้ากลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้า

แต่การใช้ V2H ในช่วงไฟฟ้าดับนั้นเหมาะสมเพียงบางส่วนเท่านั้น นักวิเคราะห์ด้านพลังงานอย่างไอส์เลอร์กล่าว

“หากคุณกำลังเผชิญกับสถานการณ์ที่ระบบไฟฟ้าไม่เสถียรและอาจล่มได้ คุณต้องถามตัวเองว่า การล่มนั้นจะกินเวลานานแค่ไหน” เขากล่าว “คุณจะสามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้เมื่อต้องการหรือไม่”

คำวิจารณ์ที่คล้ายกันนี้มาจากเทสลา ในงานแถลงข่าววันนักลงทุนเมื่อเดือนมีนาคม ซึ่งเป็นงานเดียวกับที่เทสลาประกาศว่าจะเพิ่มฟังก์ชันการใช้งานแบบสองทิศทาง ในงานนั้น ซีอีโอ อีลอน มัสก์ ได้ลดความสำคัญของฟีเจอร์นี้ลง โดยกล่าวว่ามัน "ไม่สะดวกอย่างยิ่ง"

“ถ้าคุณถอดปลั๊กไฟรถยนต์ บ้านของคุณก็จะมืด” เขากล่าว แน่นอนว่า V2H จะเป็นคู่แข่งโดยตรงกับ Tesla Powerwall ซึ่งเป็นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของมัสก์

การชาร์จแบบสองทิศทาง: จากรถยนต์สู่โครงข่ายไฟฟ้า

ปัจจุบันเจ้าของบ้านในหลายรัฐสามารถขายพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาคืนสู่ระบบไฟฟ้าได้แล้ว แล้วถ้าหากรถยนต์ไฟฟ้ากว่า 1 ล้านคันที่คาดว่าจะขายได้ในสหรัฐอเมริกาปีนี้สามารถทำเช่นเดียวกันได้ล่ะ?

จากข้อมูลของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ ผู้ขับขี่รถยนต์สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ระหว่าง 120 ถึง 150 ดอลลาร์ต่อปี

เทคโนโลยี V2G ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น บริษัทพลังงานต่างๆ ยังคงกำลังหาแนวทางในการเตรียมความพร้อมของโครงข่ายไฟฟ้าและวิธีการจ่ายเงินให้กับลูกค้าที่ขายกิโลวัตต์ชั่วโมงให้ แต่โครงการนำร่องกำลังเริ่มขึ้นทั่วโลก ตัวอย่างเช่น บริษัท Pacific Gas and Electric ของแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นบริษัทสาธารณูปโภคที่ใหญ่ที่สุดของสหรัฐฯ ได้เริ่มรับลูกค้าเข้าร่วมโครงการนำร่องมูลค่า 11.7 ล้านดอลลาร์ เพื่อหาแนวทางในการบูรณาการระบบสองทิศทางในท้ายที่สุด

ตามแผนดังกล่าว ลูกค้าที่อยู่อาศัยจะได้รับเงินสนับสนุนสูงสุด 2,500 ดอลลาร์สำหรับค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเครื่องชาร์จแบบสองทิศทาง และจะได้รับเงินจากการปล่อยกระแสไฟฟ้ากลับคืนสู่โครงข่ายเมื่อคาดว่าจะเกิดภาวะขาดแคลน ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของความต้องการและกำลังการผลิตที่ผู้คนยินดีปล่อยกระแสไฟฟ้า ผู้เข้าร่วมโครงการอาจได้รับเงินระหว่าง 10 ถึง 50 ดอลลาร์ต่อครั้ง พอล โดเฮอร์ตี้ โฆษกของ PG&E กล่าวกับ dot.LA ในเดือนธันวาคม

PG&E ตั้งเป้าหมายที่จะสนับสนุนรถยนต์ไฟฟ้า 3 ล้านคันในพื้นที่ให้บริการภายในปี 2030 โดยมากกว่า 2 ล้านคันนั้นสามารถรองรับระบบ V2G ได้