V2H V2G V2L Wat zijn de toepassingen van bidirectioneel opladen?

Wat zijn de toepassingen van bidirectioneel opladen?
Bidirectionele laders kunnen voor twee verschillende toepassingen worden gebruikt. De eerste en meest besproken is Vehicle-to-grid of V2G, ontworpen om energie naar het elektriciteitsnet te sturen of te exporteren wanneer de vraag groot is. Als duizenden voertuigen met V2G-technologie worden aangesloten en ingeschakeld, heeft dit het potentieel om de manier waarop elektriciteit op grote schaal wordt opgeslagen en opgewekt te transformeren. EV’s hebben grote, krachtige batterijen, dus het gecombineerde vermogen van duizenden voertuigen met V2G kan enorm zijn. Merk op dat V2X een term is die soms wordt gebruikt om alle drie de hieronder beschreven varianten te beschrijven.

Vehicle-to-grid of V2G – EV exporteert energie om het elektriciteitsnet te ondersteunen.
Vehicle-to-home of V2H – EV-energie wordt gebruikt om een ​​huis of bedrijf van stroom te voorzien.
Vehicle-to-load of V2L * – EV kan worden gebruikt om apparaten van stroom te voorzien of andere EV’s op te laden
* Voor de werking van V2L is geen bidirectionele oplader nodig

Het tweede gebruik van bidirectionele EV-laders is voor Vehicle-to-home of V2H. Zoals de namen al doen vermoeden, zorgt V2H ervoor dat een EV kan worden gebruikt als een thuisbatterijsysteem om overtollige zonne-energie op te slaan en uw huis van stroom te voorzien. Een typisch thuisaccusysteem, zoals de Tesla Powerwall, heeft bijvoorbeeld een capaciteit van 13,5 kWh. Een gemiddelde EV heeft daarentegen een capaciteit van 65 kWh, wat overeenkomt met bijna vijf Tesla Powerwalls. Vanwege de grote batterijcapaciteit kan een volledig opgeladen elektrische auto een gemiddeld huis meerdere dagen achter elkaar ondersteunen, of veel langer in combinatie met zonne-energie op het dak.

voertuig-naar-net – V2G
Vehicle-to-grid (V2G) is waar een klein deel van de opgeslagen EV-batterij-energie indien nodig naar het elektriciteitsnet wordt geëxporteerd, afhankelijk van het servicearrangement. Om deel te nemen aan V2G-programma's zijn een bidirectionele gelijkstroomlader en een compatibele EV vereist. Uiteraard zijn er enkele financiële prikkels om dit te doen en krijgen EV-eigenaren kredieten of lagere elektriciteitskosten. EV's met V2G kunnen de eigenaar ook in staat stellen deel te nemen aan een virtueel energiecentraleprogramma (VPP) om de netstabiliteit te verbeteren en stroom te leveren tijdens piekperioden in de vraag. Slechts een handvol EV's beschikt momenteel over V2G- en bidirectionele DC-laadmogelijkheden; deze omvatten het latere model Nissan Leaf (ZE1) en de Mitsubishi Outlander of Eclipse plug-in hybrides.

Ondanks de publiciteit is een van de problemen met de uitrol van V2G-technologie de uitdagingen op regelgevingsgebied en het gebrek aan standaard bidirectionele oplaadprotocollen en connectoren. Bidirectionele laders worden, net als zonne-omvormers, beschouwd als een andere vorm van energieopwekking en moeten voldoen aan alle wettelijke veiligheids- en uitschakelnormen in het geval van een netstoring. Om deze complexiteiten te overwinnen, hebben sommige autofabrikanten, zoals Ford, eenvoudige bidirectionele AC-laadsystemen ontwikkeld die alleen werken met Ford EV's om stroom aan het huis te leveren in plaats van naar het elektriciteitsnet te exporteren. Anderen, zoals Nissan, werken met universele bidirectionele laders zoals de Wallbox Quasar, die hieronder in meer detail wordt beschreven. Lees meer over de voordelen van V2G-technologie.
Tegenwoordig zijn de meeste EV’s uitgerust met de standaard CCS DC-laadpoort. Momenteel is de enige EV die een CCS-poort gebruikt voor bidirectioneel opladen de onlangs uitgebrachte Ford F-150 Lightning EV. Er zullen in de nabije toekomst echter meer EV’s met CCS-verbindingspoorten beschikbaar zijn met V2H- en V2G-mogelijkheden, waarbij VW aankondigt dat zijn elektrische ID-auto’s ergens in 2023 bidirectioneel opladen kunnen aanbieden.
2. Voertuig naar huis – V2H
Vehicle-to-home (V2H) is vergelijkbaar met V2G, maar de energie wordt lokaal gebruikt om een ​​huis van stroom te voorzien in plaats van aan het elektriciteitsnet te worden geleverd. Hierdoor kan de EV functioneren als een gewoon huishoudelijk batterijsysteem en zo de zelfvoorziening helpen vergroten, vooral in combinatie met zonne-energie op het dak. Het duidelijkste voordeel van V2H is echter de mogelijkheid om back-upstroom te leveren tijdens een stroomstoring.

Om V2H te laten werken, zijn een compatibele bidirectionele EV-oplader en aanvullende apparatuur nodig, waaronder een energiemeter (CT-meter) die op het hoofdnetaansluitpunt is geïnstalleerd. De CT-meter bewaakt de energiestroom van en naar het net. Wanneer het systeem detecteert dat uw huis energie uit het elektriciteitsnet verbruikt, geeft het de bidirectionele EV-oplader een signaal om een ​​gelijke hoeveelheid te ontladen, waardoor de stroom die uit het elektriciteitsnet wordt gehaald, wordt gecompenseerd. Op dezelfde manier, wanneer het systeem detecteert dat energie wordt geëxporteerd vanaf een zonnepaneel op het dak, wordt deze omgeleid om de EV op te laden, wat sterk lijkt op de manier waarop slimme EV-laders werken. Om back-upstroom mogelijk te maken in het geval van een stroomstoring of noodsituatie, moet het V2H-systeem de stroomstoring kunnen detecteren en deze kunnen isoleren van het netwerk met behulp van een automatische contactor (schakelaar). Dit staat bekend als eilandvorming, en de bidirectionele omvormer werkt in wezen als een off-grid omvormer die gebruik maakt van de EV-batterij. Er is netisolatieapparatuur nodig om back-upwerking mogelijk te maken, net zoals hybride omvormers die worden gebruikt in back-upbatterijsystemen.