V2H V2G V2L Jakie są zastosowania ładowania dwukierunkowego?

Jakie są zastosowania ładowania dwukierunkowego?
Ładowarek dwukierunkowych można używać do dwóch różnych zastosowań. Pierwszym i najczęściej omawianym rozwiązaniem jest technologia Vehicle-to-grid, czyli V2G, zaprojektowana w celu przesyłania lub eksportowania energii do sieci elektroenergetycznej, gdy zapotrzebowanie jest duże. Jeśli tysiące pojazdów wyposażonych w technologię V2G zostanie podłączonych i włączonych, może to zmienić sposób przechowywania i wytwarzania energii elektrycznej na masową skalę. Pojazdy elektryczne mają duże i mocne akumulatory, zatem łączna moc tysięcy pojazdów wyposażonych w V2G może być ogromna. Należy pamiętać, że V2X to termin używany czasami do opisania wszystkich trzech odmian opisanych poniżej.

Pojazd do sieci lub V2G – pojazd elektryczny eksportuje energię w celu wsparcia sieci energetycznej.
Pojazd do domu lub V2H – energia EV jest wykorzystywana do zasilania domu lub firmy.
Vehicle-to-load lub V2L * – EV może być używany do zasilania urządzeń lub ładowania innych pojazdów elektrycznych
* V2L nie wymaga do działania ładowarki dwukierunkowej

Drugie zastosowanie dwukierunkowych ładowarek EV dotyczy pojazdów do domu lub V2H. Jak sugerują nazwy, V2H umożliwia używanie pojazdu elektrycznego jak domowego systemu akumulatorowego do magazynowania nadmiaru energii słonecznej i zasilania domu. Na przykład typowy domowy system akumulatorowy, taki jak Tesla Powerwall, ma pojemność 13,5 kWh. Dla porównania, przeciętny pojazd elektryczny ma pojemność 65 kWh, co odpowiada prawie pięciu elektrowniom Tesla Powerwall. Ze względu na dużą pojemność akumulatora w pełni naładowany pojazd elektryczny może obsługiwać przeciętny dom przez kilka kolejnych dni lub znacznie dłużej w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną na dachu.

pojazd-sieć – V2G
Komunikacja z pojazdem do sieci (V2G) polega na tym, że niewielka część zmagazynowanej energii z akumulatorów pojazdów elektrycznych jest w razie potrzeby eksportowana do sieci elektroenergetycznej, w zależności od ustaleń dotyczących usług. Aby wziąć udział w programach V2G, wymagana jest dwukierunkowa ładowarka prądu stałego i kompatybilny pojazd elektryczny. Oczywiście istnieją pewne zachęty finansowe, aby to zrobić, a właściciele pojazdów elektrycznych otrzymują kredyty lub obniżone koszty energii elektrycznej. Pojazdy elektryczne wyposażone w V2G mogą również umożliwić właścicielowi udział w programie wirtualnej elektrowni (VPP), aby poprawić stabilność sieci i zapewnić moc w okresach szczytowego zapotrzebowania. Tylko nieliczne pojazdy elektryczne mają obecnie możliwość ładowania V2G i dwukierunkowego ładowania prądem stałym; obejmują one późniejszy model Nissana Leaf (ZE1) oraz hybrydy typu plug-in Mitsubishi Outlander lub Eclipse.

Pomimo rozgłosu jednym z problemów związanych z wprowadzeniem technologii V2G są wyzwania regulacyjne oraz brak standardowych protokołów i złączy do ładowania dwukierunkowego. Ładowarki dwukierunkowe, podobnie jak falowniki słoneczne, są uważane za inną formę wytwarzania energii i muszą spełniać wszystkie regulacyjne standardy bezpieczeństwa i wyłączania w przypadku awarii sieci. Aby przezwyciężyć te zawiłości, niektórzy producenci pojazdów, tacy jak Ford, opracowali proste systemy dwukierunkowego ładowania prądem przemiennym, które działają wyłącznie z pojazdami elektrycznymi marki Ford w celu dostarczania energii do domów, a nie eksportowania jej do sieci. Inne, jak np. Nissan, korzystają z uniwersalnych ładowarek dwukierunkowych, takich jak Wallbox Quasar, opisanych bardziej szczegółowo poniżej. Dowiedz się więcej o zaletach technologii V2G.
Obecnie większość pojazdów elektrycznych jest wyposażona w standardowy port ładowania CCS DC. Obecnie jedynym pojazdem elektrycznym, który wykorzystuje port CCS do ładowania dwukierunkowego, jest niedawno wprowadzony na rynek Ford F-150 Lightning EV. Jednak w najbliższej przyszłości więcej pojazdów elektrycznych wyposażonych w porty połączeniowe CCS będzie dostępnych z obsługą V2H i V2G, a VW ogłosił, że samochody elektryczne ID mogą oferować ładowanie dwukierunkowe gdzieś w 2023 r.
2. Pojazd do domu – V2H
Pojazd do domu (V2H) jest podobny do V2G, ale energia jest wykorzystywana lokalnie do zasilania domu, a nie wprowadzana do sieci energetycznej. Dzięki temu pojazd elektryczny może działać jak zwykły domowy system akumulatorowy, co pomaga zwiększyć samowystarczalność, zwłaszcza w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną na dachu. Jednak najbardziej widoczną zaletą V2H jest możliwość zapewnienia zasilania rezerwowego podczas przerwy w dostawie prądu.

Do działania V2H wymagana jest kompatybilna dwukierunkowa ładowarka EV oraz dodatkowe wyposażenie, w tym licznik energii (licznik CT) zainstalowany w punkcie przyłączenia do sieci głównej. Licznik CT monitoruje przepływ energii do i z sieci. Gdy system wykryje energię pobieraną z sieci przez Twój dom, sygnalizuje dwukierunkowej ładowarce pojazdów elektrycznych, aby rozładowała tę samą ilość, kompensując w ten sposób całą energię pobieraną z sieci. Podobnie, gdy system wykryje, że energia jest eksportowana z umieszczonej na dachu instalacji fotowoltaicznej, kieruje ją w celu ładowania pojazdu elektrycznego, co działa bardzo podobnie do działania inteligentnych ładowarek do pojazdów elektrycznych. Aby umożliwić zasilanie awaryjne w przypadku zaniku prądu lub sytuacji awaryjnej, system V2H musi być w stanie wykryć awarię sieci i odizolować ją od sieci za pomocą automatycznego stycznika (przełącznika). Nazywa się to pracą wyspową, a falownik dwukierunkowy działa zasadniczo jako falownik poza siecią, wykorzystujący akumulator EV. Aby umożliwić działanie w trybie rezerwowym, wymagany jest sprzęt do izolacji sieci, podobnie jak inwertery hybrydowe stosowane w systemach baterii rezerwowych.