V2H V2G V2L Welche Vorteile bietet das bidirektionale Laden?

Welche Vorteile bietet das bidirektionale Laden?
Bidirektionale Ladegeräte können für zwei verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Das erste und am meisten diskutierte ist Vehicle-to-Grid oder V2G, das darauf ausgelegt ist, bei hohem Bedarf Energie in das Stromnetz einzuspeisen oder zu exportieren. Wenn Tausende von Fahrzeugen mit V2G-Technologie angeschlossen und aktiviert werden, hat dies das Potenzial, die Art und Weise, wie Strom gespeichert und erzeugt wird, massiv zu verändern. Elektrofahrzeuge verfügen über große, leistungsstarke Batterien, sodass die Gesamtleistung Tausender Fahrzeuge mit V2G enorm sein könnte. Beachten Sie, dass V2X ein Begriff ist, der manchmal zur Beschreibung aller drei unten beschriebenen Varianten verwendet wird.

Vehicle-to-Grid oder V2G – Elektrofahrzeuge exportieren Energie, um das Stromnetz zu unterstützen.
Vehicle-to-Home oder V2H – EV-Energie wird zur Stromversorgung eines Hauses oder Unternehmens verwendet.
Vehicle-to-Load oder V2L* – Elektrofahrzeuge können zum Betreiben von Geräten oder zum Laden anderer Elektrofahrzeuge verwendet werden
* Für den Betrieb des V2L ist kein bidirektionales Ladegerät erforderlich

Die zweite Verwendung bidirektionaler Ladegeräte für Elektrofahrzeuge ist der Vehicle-to-Home- oder V2H-Verkehr. Wie der Name schon sagt, ermöglicht V2H die Verwendung eines Elektrofahrzeugs wie ein Heimbatteriesystem, um überschüssige Solarenergie zu speichern und Ihr Zuhause mit Strom zu versorgen. Beispielsweise hat ein typisches Heimbatteriesystem wie die Tesla Powerwall eine Kapazität von 13,5 kWh. Im Gegensatz dazu hat ein durchschnittliches Elektrofahrzeug eine Kapazität von 65 kWh, was fast fünf Tesla Powerwalls entspricht. Aufgrund der großen Batteriekapazität könnte ein voll aufgeladenes Elektrofahrzeug ein durchschnittliches Haus mehrere Tage hintereinander oder in Kombination mit einer Solaranlage auf dem Dach viel länger versorgen.

Vehicle-to-Grid – V2G
Bei Vehicle-to-Grid (V2G) wird je nach Servicevereinbarung bei Bedarf ein kleiner Teil der gespeicherten Batterieenergie des Elektrofahrzeugs in das Stromnetz eingespeist. Für die Teilnahme an V2G-Programmen sind ein bidirektionales Gleichstromladegerät und ein kompatibles Elektrofahrzeug erforderlich. Natürlich gibt es dafür einige finanzielle Anreize und Besitzer von Elektrofahrzeugen erhalten Gutschriften oder reduzierte Stromkosten. Elektrofahrzeuge mit V2G können dem Besitzer auch die Teilnahme an einem virtuellen Kraftwerksprogramm (VPP) ermöglichen, um die Netzstabilität zu verbessern und Strom in Zeiten der Spitzennachfrage bereitzustellen. Derzeit verfügen nur eine Handvoll Elektrofahrzeuge über V2G- und bidirektionale DC-Ladefähigkeit; Dazu gehören das spätere Modell Nissan Leaf (ZE1) und die Plug-in-Hybride Mitsubishi Outlander oder Eclipse.

Trotz der großen Publizität besteht eines der Probleme bei der Einführung der V2G-Technologie in den regulatorischen Herausforderungen und dem Fehlen standardmäßiger bidirektionaler Ladeprotokolle und Anschlüsse. Bidirektionale Ladegeräte gelten wie Solarwechselrichter als eine andere Form der Stromerzeugung und müssen alle gesetzlichen Sicherheits- und Abschaltstandards im Falle eines Netzausfalls erfüllen. Um diese Komplexität zu überwinden, haben einige Fahrzeughersteller, wie beispielsweise Ford, einfache bidirektionale Wechselstrom-Ladesysteme entwickelt, die nur mit Ford-Elektrofahrzeugen funktionieren, um die Haushalte mit Strom zu versorgen, anstatt sie in das Netz einzuspeisen. Andere, wie etwa Nissan, nutzen universelle bidirektionale Ladegeräte wie die Wallbox Quasar, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Erfahren Sie mehr über die Vorteile der V2G-Technologie.
Heutzutage sind die meisten Elektrofahrzeuge mit dem standardmäßigen CCS-Gleichstrom-Ladeanschluss ausgestattet. Derzeit ist der kürzlich erschienene Ford F-150 Lightning EV das einzige Elektrofahrzeug, das einen CCS-Anschluss für bidirektionales Laden nutzt. Allerdings werden in naher Zukunft weitere Elektrofahrzeuge mit CCS-Anschlusshäfen mit V2H- und V2G-Fähigkeit verfügbar sein, wobei VW ankündigt, dass seine ID-Elektroautos irgendwann im Jahr 2023 bidirektionales Laden anbieten könnten.
2. Vom Fahrzeug nach Hause – V2H
Vehicle-to-Home (V2H) ähnelt V2G, allerdings wird die Energie vor Ort genutzt, um ein Haus mit Strom zu versorgen, anstatt in das Stromnetz eingespeist zu werden. Dadurch kann das Elektrofahrzeug wie ein normales Haushaltsbatteriesystem funktionieren und so zur Steigerung der Autarkie beitragen, insbesondere in Kombination mit einer Solaranlage auf dem Dach. Der offensichtlichste Vorteil von V2H ist jedoch die Möglichkeit, bei einem Stromausfall Notstrom bereitzustellen.

Für den Betrieb von V2H sind ein kompatibles bidirektionales Ladegerät für Elektrofahrzeuge und zusätzliche Geräte erforderlich, darunter ein Energiezähler (CT-Zähler), der am Hauptnetzanschlusspunkt installiert ist. Der CT-Zähler überwacht den Energiefluss zum und vom Netz. Wenn das System erkennt, dass Ihr Zuhause Strom aus dem Netz verbraucht, signalisiert es dem bidirektionalen Ladegerät für Elektrofahrzeuge, die gleiche Menge zu entladen, und kompensiert so den vom Netz bezogenen Strom. Wenn das System erkennt, dass Energie von einer Solaranlage auf dem Dach exportiert wird, leitet es diese Energie zum Laden des Elektrofahrzeugs um, was der Funktionsweise intelligenter Ladegeräte für Elektrofahrzeuge sehr ähnlich ist. Um im Falle eines Stromausfalls oder Notfalls eine Notstromversorgung zu ermöglichen, muss das V2H-System in der Lage sein, den Netzausfall zu erkennen und ihn mithilfe eines automatischen Schützes (Schalters) vom Netzwerk zu isolieren. Dies wird als Inselbetrieb bezeichnet und der bidirektionale Wechselrichter arbeitet im Wesentlichen als netzunabhängiger Wechselrichter, der die Batterie des Elektrofahrzeugs nutzt. Um den Backup-Betrieb zu ermöglichen, sind Netzisolationsgeräte erforderlich, ähnlich wie Hybridwechselrichter, die in Backup-Batteriesystemen verwendet werden.