V2H V2G V2L ما هي استخدامات الشحن ثنائي الاتجاه؟

ما هي استخدامات الشحن ثنائي الاتجاه؟
يمكن استخدام أجهزة الشحن ثنائية الاتجاه لتطبيقين مختلفين. الأول والأكثر تحدثًا عنه هو "المركبة إلى الشبكة" أو V2G، وهو مصمم لإرسال أو تصدير الطاقة إلى شبكة الكهرباء عندما يكون الطلب مرتفعًا. إذا تم توصيل وتمكين آلاف المركبات المزودة بتقنية V2G، فإن هذا لديه القدرة على تغيير كيفية تخزين الكهرباء وتوليدها على نطاق واسع. تحتوي المركبات الكهربائية على بطاريات كبيرة وقوية، لذا فإن الطاقة المجمعة لآلاف المركبات المزودة بتقنية V2G يمكن أن تكون هائلة. لاحظ أن V2X هو مصطلح يستخدم أحيانًا لوصف الأشكال الثلاثة الموضحة أدناه.

"من السيارة إلى الشبكة" أو "V2G" – تقوم السيارات الكهربائية بتصدير الطاقة لدعم شبكة الكهرباء.
من السيارة إلى المنزل أو V2H – تُستخدم طاقة السيارة الكهربائية لتشغيل المنزل أو العمل.
يمكن استخدام المركبة حتى التحميل أو V2L * – EV لتشغيل الأجهزة أو شحن المركبات الكهربائية الأخرى
* لا يتطلب V2L شاحنًا ثنائي الاتجاه للعمل

الاستخدام الثاني لشواحن السيارات الكهربائية ثنائية الاتجاه مخصص للنقل من السيارة إلى المنزل أو V2H. كما تشير الأسماء، يتيح V2H استخدام السيارة الكهربائية كنظام بطارية منزلي لتخزين الطاقة الشمسية الزائدة وتزويد منزلك بالطاقة. على سبيل المثال، تبلغ قدرة نظام البطاريات المنزلية النموذجي، مثل Tesla Powerwall، 13.5 كيلووات في الساعة. في المقابل، تبلغ قدرة السيارة الكهربائية المتوسطة 65 كيلو وات في الساعة، أي ما يعادل ما يقرب من خمسة Powerwalls من طراز Tesla. نظرًا لسعة البطارية الكبيرة، يمكن للمركبة الكهربائية المشحونة بالكامل أن تدعم منزلًا متوسطًا لعدة أيام متتالية أو لفترة أطول بكثير عند دمجها مع الطاقة الشمسية الموجودة على السطح.

من السيارة إلى الشبكة – V2G
"من السيارة إلى الشبكة (V2G)" هو المكان الذي يتم فيه تصدير جزء صغير من طاقة بطارية السيارة الكهربائية المخزنة إلى شبكة الكهرباء عند الحاجة، اعتمادًا على ترتيب الخدمة. للمشاركة في برامج V2G، يلزم توفر شاحن DC ثنائي الاتجاه ومركبة كهربائية متوافقة. بالطبع، هناك بعض الحوافز المالية للقيام بذلك ويتم منح أصحاب المركبات الكهربائية ائتمانات أو تخفيض تكاليف الكهرباء. يمكن للمركبات الكهربائية المزودة بتقنية V2G أيضًا تمكين المالك من المشاركة في برنامج محطة الطاقة الافتراضية (VPP) لتحسين استقرار الشبكة وإمداد الطاقة خلال فترات ذروة الطلب. عدد قليل فقط من السيارات الكهربائية تتمتع حاليًا بقدرة الشحن من الجيل الثاني إلى الجيل الثاني وإمكانية الشحن بالتيار المستمر ثنائي الاتجاه؛ وتشمل هذه الطرازات الأحدث Nissan Leaf (ZE1) وMitsubishi Outlander أو Eclipse الهجينة الإضافية.

على الرغم من الدعاية، فإن إحدى مشاكل نشر تقنية V2G هي التحديات التنظيمية والافتقار إلى بروتوكولات وموصلات الشحن القياسية ثنائية الاتجاه. تعتبر أجهزة الشحن ثنائية الاتجاه، مثل محولات الطاقة الشمسية، شكلاً آخر من أشكال توليد الطاقة ويجب أن تستوفي جميع معايير السلامة التنظيمية وإيقاف التشغيل في حالة تعطل الشبكة. وللتغلب على هذه التعقيدات، طورت بعض الشركات المصنعة للسيارات، مثل فورد، أنظمة شحن بسيطة ثنائية الاتجاه تعمل بالتيار المتردد والتي تعمل فقط مع سيارات فورد الكهربائية لتزويد المنزل بالطاقة بدلاً من تصديرها إلى الشبكة. تعمل شركات أخرى، مثل نيسان، باستخدام أجهزة شحن عالمية ثنائية الاتجاه مثل Wallbox Quasar، الموضحة بمزيد من التفاصيل أدناه. تعرف على المزيد حول فوائد تقنية V2G.
في الوقت الحاضر، تم تجهيز معظم المركبات الكهربائية بمنفذ شحن CCS DC القياسي. حاليًا، السيارة الكهربائية الوحيدة التي تستخدم منفذ CCS للشحن ثنائي الاتجاه هي سيارة Ford F-150 Lightning EV التي تم إصدارها مؤخرًا. ومع ذلك، ستتوفر المزيد من السيارات الكهربائية المزودة بمنافذ اتصال CCS بقدرات V2H وV2G في المستقبل القريب، حيث أعلنت شركة فولكس فاجن أن سياراتها الكهربائية ID قد توفر شحنًا ثنائي الاتجاه في وقت ما في عام 2023.
2. السيارة إلى المنزل – V2H
تشبه تقنية "من المركبة إلى المنزل" (V2H) تقنية "V2G"، لكن يتم استخدام الطاقة محليًا لتشغيل المنزل بدلاً من تغذيتها بشبكة الكهرباء. وهذا يمكّن السيارة الكهربائية من العمل مثل نظام البطاريات المنزلية العادية للمساعدة في زيادة الاكتفاء الذاتي، خاصة عند دمجها مع الطاقة الشمسية الموجودة على الأسطح. ومع ذلك، فإن الميزة الأكثر وضوحًا لـ V2H هي القدرة على توفير طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

لكي يعمل V2H، فإنه يتطلب شاحن EV ثنائي الاتجاه متوافقًا ومعدات إضافية، بما في ذلك عداد الطاقة (CT Meter) المثبت عند نقطة اتصال الشبكة الرئيسية. يقوم جهاز قياس الأشعة المقطعية بمراقبة تدفق الطاقة من وإلى الشبكة. عندما يكتشف النظام طاقة الشبكة التي يستهلكها منزلك، فإنه يرسل إشارة إلى شاحن السيارة الكهربائية ثنائي الاتجاه لتفريغ كمية مساوية، وبالتالي تعويض أي طاقة يتم سحبها من الشبكة. وبالمثل، عندما يكتشف النظام الطاقة المصدرة من مجموعة الطاقة الشمسية الموجودة على السطح، فإنه يحولها لشحن السيارة الكهربائية، وهو ما يشبه إلى حد كبير طريقة عمل شواحن السيارات الكهربائية الذكية. لتمكين الطاقة الاحتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو الطوارئ، يجب أن يكون نظام V2H قادرًا على اكتشاف انقطاع الشبكة وعزلها عن الشبكة باستخدام موصل (مفتاح) تلقائي. يُعرف هذا باسم "الجزيرة"، ويعمل العاكس ثنائي الاتجاه بشكل أساسي كعاكس خارج الشبكة باستخدام بطارية EV. مطلوب معدات عزل الشبكة لتمكين عملية النسخ الاحتياطي، مثل الكثير من العاكسات الهجينة المستخدمة في أنظمة البطاريات الاحتياطية.