Co to jest ładowanie dwukierunkowe?

W przypadku większości pojazdów elektrycznych prąd płynie w jedną stronę — z ładowarki, gniazdka ściennego lub innego źródła zasilania do akumulatora. Energia elektryczna wiąże się z oczywistymi kosztami dla użytkownika, a biorąc pod uwagę, że do końca dekady ponad połowa całej sprzedaży samochodów będzie stanowić pojazdy elektryczne, będzie to stanowić coraz większe obciążenie dla i tak już przeciążonych sieci elektroenergetycznych.

Ładowanie dwukierunkowe umożliwia przesyłanie energii w drugą stronę, z akumulatora do elementu innego niż układ napędowy samochodu. W przypadku awarii odpowiednio podłączony pojazd elektryczny może przesłać energię elektryczną z powrotem do domu lub firmy i utrzymać zasilanie przez kilka dni, co jest procesem znanym jako pojazd-dom (V2H) lub pojazd-budynek (V2B).

Mówiąc bardziej ambitnie, Twój pojazd elektryczny może również zapewniać zasilanie sieci, gdy zapotrzebowanie jest duże – powiedzmy podczas fali upałów, gdy wszyscy korzystają z klimatyzatorów – i pozwala uniknąć niestabilności lub przerw w dostawie prądu. Nazywa się to połączeniem pojazdu z siecią (V2G).

Biorąc pod uwagę, że większość samochodów przez 95% czasu stoi na parkingu, jest to kusząca strategia.

Ale posiadanie samochodu z możliwością dwukierunkowości to tylko część równania. Potrzebujesz także specjalnej ładowarki, która umożliwi przepływ energii w obie strony. Mogliśmy to zobaczyć już w przyszłym roku: w czerwcu firma dcbel z siedzibą w Montrealu ogłosiła, że ​​jej domowa stacja energetyczna r16 stała się pierwszą dwukierunkową ładowarką pojazdów elektrycznych certyfikowaną do użytku domowego w USA.

Kolejna dwukierunkowa ładowarka Quasar 2 firmy Wallbox będzie dostępna dla Kia EV9 w pierwszej połowie 2024 roku.

Oprócz sprzętu będziesz także potrzebować umowy o przyłączeniu od dostawcy energii elektrycznej, która zapewni, że przesyłanie energii do sieci nie spowoduje przeciążenia sieci.

A jeśli chcesz odzyskać część swojej inwestycji dzięki V2G, będziesz potrzebować oprogramowania, które pokieruje systemem w celu utrzymania odpowiedniego poziomu naładowania, zapewniając jednocześnie najlepszą cenę za energię, którą odsprzedasz. Dużym graczem w tym obszarze jest Fermata Energy, firma z siedzibą w Charlottesville w Wirginii, założona w 2010 roku.

„Klienci subskrybują naszą platformę, a my zajmujemy się wszystkimi sprawami związanymi z siecią” – mówi założyciel David Slutzky. „Nie muszą o tym myśleć”.

Fermata współpracowała przy wielu projektach pilotażowych V2G i V2H w całych Stanach Zjednoczonych. W Alliance Center, przestrzeni coworkingowej zorientowanej na zrównoważony rozwój w Denver, Nissan Leaf jest podłączany do dwukierunkowej ładowarki Fermata, gdy nie jest używany. Centrum twierdzi, że oprogramowanie firmy Fermata do prognozowania szczytowego zapotrzebowania pozwala zaoszczędzić 300 dolarów miesięcznie na rachunkach za energię elektryczną dzięki tak zwanemu zarządzaniu opłatami za zapotrzebowanie.

Według Fermaty liść zaparkowany w Burrillville w stanie Rhode Island w oczyszczalni ścieków zarobił prawie 9 000 dolarów w ciągu dwóch lat, odprowadzając energię elektryczną z powrotem do sieci w godzinach szczytu.

Obecnie większość konfiguracji V2G to próby komercyjne na małą skalę. Ale Slutzky twierdzi, że usługi mieszkaniowe wkrótce będą wszechobecne.

„To nie jest przyszłość” – mówi. „To już się dzieje, naprawdę. Chodzi o to, że wkrótce zacznie się skalować”.

Ładowanie dwukierunkowe: pojazd do domu
Najprostsza forma zasilania dwukierunkowego znana jest jako pojazd do ładowania lub V2L. Dzięki niemu naładujesz sprzęt kempingowy, elektronarzędzia czy inny pojazd elektryczny (tzw. V2V). Istnieją bardziej dramatyczne zastosowania: w zeszłym roku urolog z Teksasu Christopher Yang ogłosił, że podczas przerwy w pracy przeprowadził wazektomię, zasilając swoje narzędzia baterią w pickupie Rivian R1T.

Możesz także usłyszeć termin V2X lub pojazd do wszystkiego. To trochę mylące hasło, które może być ogólnym terminem dla V2H lub V2G, a nawet po prostu zarządzanego ładowania, znanego jako V1G. Jednak inni przedstawiciele branży motoryzacyjnej używają tego skrótu w innym kontekście do określenia dowolnego rodzaju komunikacji między pojazdem a innym podmiotem, w tym pieszymi, latarniami ulicznymi lub centrami danych o ruchu drogowym.

Spośród różnych wersji ładowania dwukierunkowego najszersze poparcie cieszy się V2H, ponieważ zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka i źle utrzymane sieci elektryczne spowodowały, że awarie są znacznie częstsze. Jak wynika z przeglądu danych federalnych przeprowadzonego przez „Wall Street Journal”, w 2020 r. w całych Stanach Zjednoczonych miało miejsce ponad 180 powszechnych i trwałych zakłóceń, w porównaniu z mniej niż dwudziestoma w 2000 r.

Magazynowanie w akumulatorach pojazdów elektrycznych ma kilka zalet w porównaniu z generatorami diesla lub propanu, w tym to, że po katastrofie energia elektryczna jest zwykle przywracana szybciej niż w przypadku innych dostaw paliwa. Tradycyjne generatory są głośne, kłopotliwe i wydzielają szkodliwe opary.

Oprócz zapewnienia zasilania awaryjnego, V2H może potencjalnie zaoszczędzić pieniądze: jeśli wykorzystujesz zmagazynowaną energię do zasilania domu, gdy stawki za energię elektryczną są wyższe, możesz obniżyć rachunki za energię. Nie potrzebujesz także umowy o przyłączeniu sieci, ponieważ nie odprowadzasz energii elektrycznej z powrotem do sieci.

Jednak używanie V2H w przypadku przerwy w dostawie prądu ma sens tylko do pewnego momentu, mówi analityk ds. energetyki Eisler.

„Jeśli patrzysz na sytuację, w której sieć jest zawodna i może nawet ulec awarii, musisz zadać sobie pytanie, jak długo potrwa ta awaria” – mówi. „Czy będziesz w stanie naładować ten pojazd elektryczny, kiedy zajdzie taka potrzeba?”

Podobna krytyka pojawiła się ze strony Tesli podczas tej samej konferencji prasowej z okazji Dnia Inwestorów w marcu, podczas której ogłosiła, że ​​doda funkcjonalność dwukierunkową. Podczas tego wydarzenia dyrektor generalny Elon Musk zlekceważył tę funkcję jako „wyjątkowo niewygodną”.

„Jeśli odłączysz samochód od prądu, w domu pociemnieje” – zauważył. Oczywiście V2H byłby bezpośrednim konkurentem Tesli Powerwall, autorskiej baterii słonecznej Muska.

Ładowanie dwukierunkowe: pojazd do sieci

Właściciele domów w wielu stanach mogą już sprzedawać nadwyżkę energii, którą wytwarzają za pomocą dachowych paneli słonecznych, z powrotem do sieci. Co by było, gdyby ponad 1 milion pojazdów elektrycznych, które mają zostać sprzedane w USA w tym roku, osiągnęło taki sam wynik?

Według naukowców z Uniwersytetu w Rochester kierowcy mogliby zaoszczędzić od 120 do 150 dolarów rocznie na rachunkach za energię.

V2G jest wciąż w powijakach — przedsiębiorstwa energetyczne wciąż zastanawiają się, jak przygotować sieć i jak płacić klientom, którzy sprzedają im kilowatogodziny. Jednak na całym świecie rozpoczynają się programy pilotażowe: kalifornijska spółka Pacific Gas and Electric, największe amerykańskie przedsiębiorstwo użyteczności publicznej, rozpoczęła rekrutację klientów do pilotażowego programu o wartości 11,7 mln dolarów, którego celem jest ustalenie, w jaki sposób ostatecznie wdroży dwukierunkowość.

Zgodnie z planem klienci indywidualni otrzymają do 2500 dolarów na pokrycie kosztów instalacji dwukierunkowej ładowarki i otrzymają opłatę za odprowadzanie energii elektrycznej z powrotem do sieci w przypadku przewidywanego niedoboru. W zależności od powagi potrzeb i możliwości, jakie ludzie są skłonni wyznaczyć, uczestnicy mogą zarobić od 10 do 50 dolarów na wydarzeniu, powiedział w grudniu dot.LA rzecznik PG&E Paul Doherty.

PG&E postawiła sobie za cel obsługę 3 milionów pojazdów elektrycznych na swoim obszarze usług do 2030 r., z czego ponad 2 miliony będą mogły obsługiwać technologię V2G.