Что такое двунаправленная зарядка?

В большинстве электромобилей электричество поступает в одну сторону — от зарядного устройства, розетки или другого источника питания к аккумулятору. Для потребителя очевидно, что электричество дорого обходится пользователю, а поскольку к концу десятилетия ожидается, что более половины всех продаж автомобилей будут приходиться на электромобили, это увеличит нагрузку на и без того перегруженные коммунальные сети.

Двунаправленная зарядка позволяет передавать энергию в другую сторону, от аккумулятора к чему-то другому, кроме трансмиссии автомобиля. Во время сбоя правильно подключенный электромобиль может отправлять электричество обратно в дом или на предприятие и поддерживать питание в течение нескольких дней. Этот процесс известен как «автомобиль-дом» (V2H) или «автомобиль-здание» (V2B).

Если говорить более амбициозно, ваш электромобиль может также обеспечивать электроэнергией сеть, когда спрос высок — скажем, во время жары, когда все используют кондиционеры, — и избегать нестабильности или отключений электроэнергии. Это известно как «автомобиль-сеть» (V2G).

Учитывая, что большинство автомобилей 95% времени сидят припаркованными, это заманчивая стратегия.

Но наличие автомобиля с возможностью двустороннего движения — это только часть уравнения. Вам также понадобится специальное зарядное устройство, позволяющее энергии течь в обе стороны. Мы сможем увидеть это уже в следующем году: в июне компания dcbel из Монреаля объявила, что ее домашняя энергетическая станция r16 стала первым двунаправленным зарядным устройством для электромобилей, сертифицированным для использования в жилых помещениях в США.

Еще одно двунаправленное зарядное устройство Quasar 2 от Wallbox будет доступно для Kia EV9 в первой половине 2024 года.

Помимо оборудования, вам также понадобится соглашение о межсетевом соединении с вашей электрической компанией, гарантирующее, что подача электроэнергии в восходящий поток не приведет к перегрузке сети.

И если вы хотите окупить часть своих инвестиций в V2G, вам понадобится программное обеспечение, которое заставит систему поддерживать комфортный для вас уровень заряда, одновременно обеспечивая вам лучшую цену за энергию, которую вы продаете обратно. Крупным игроком в этой области является Fermata Energy, компания из Шарлоттсвилля, штат Вирджиния, основанная в 2010 году.

«Клиенты подписываются на нашу платформу, и мы делаем всю эту сеточную работу», — говорит основатель Дэвид Слуцки. «Им не нужно об этом думать».

Фермата участвовала в многочисленных пилотных проектах V2G и V2H в США. В Alliance Center, коворкинге в Денвере, ориентированном на устойчивое развитие, Nissan Leaf подключается к двунаправленному зарядному устройству Fermata, когда на нем не ездят. В центре утверждают, что программное обеспечение Fermata для прогнозирования пикового спроса позволяет компании экономить 300 долларов в месяц на счетах за электроэнергию благодаря так называемому управлению расходами за счетчиком.

По словам Ферматы, в Берриллвилле, штат Род-Айленд, Leaf, припаркованный на станции очистки сточных вод, за два лета заработал почти 9000 долларов, отдавая электроэнергию обратно в сеть во время пиковых нагрузок.

В настоящее время большинство установок V2G представляют собой небольшие коммерческие испытания. Но Слуцкий говорит, что жилищные услуги скоро станут повсеместными.

«Это не в будущем», — говорит он. «На самом деле это уже происходит. Просто оно скоро начнет масштабироваться».

Двунаправленная зарядка: от автомобиля до дома
Самая простая форма двунаправленной мощности известна как «транспортное средство для загрузки» или V2L. С его помощью можно заряжать туристическое снаряжение, электроинструменты или другой электромобиль (известный как V2V). Есть и более драматические случаи: в прошлом году техасский уролог Кристофер Янг объявил, что выполнил вазэктомию во время отключения электроэнергии, питая свои инструменты от аккумулятора в своем пикапе Rivian R1T.

Вы также можете услышать термин V2X, или средство передвижения для всего. Это немного запутанное обобщение, которое может быть общим термином для V2H, V2G или даже просто управляемой зарядки, известной как V1G. Но другие представители автомобильной промышленности используют эту аббревиатуру в другом контексте для обозначения любого вида связи между транспортным средством и другим объектом, включая пешеходов, уличные фонари или центры обработки данных о дорожном движении.

Из различных вариантов двунаправленной зарядки V2H пользуется самой широкой поддержкой, поскольку антропогенное изменение климата и плохое обслуживание электросетей сделали отключения электроэнергии гораздо более частыми. По данным обзора федеральных данных, опубликованного Wall Street Journal, в 2020 году в США произошло более 180 широкомасштабных устойчивых сбоев по сравнению с менее чем двумя дюжинами в 2000 году.

Аккумуляторы для электромобилей имеют ряд преимуществ перед дизельными или пропановыми генераторами, в том числе то, что после катастрофы электричество обычно восстанавливается быстрее, чем другие источники топлива. А традиционные генераторы громкие, громоздкие и выделяют вредные пары.

Помимо обеспечения аварийного электроснабжения, V2H потенциально может сэкономить вам деньги: если вы используете накопленную энергию для питания вашего дома, когда тарифы на электроэнергию выше, вы можете снизить свои счета за электроэнергию. И вам не нужно соглашение о межсетевом соединении, потому что вы не возвращаете электроэнергию в сеть.

Но использование V2H при отключении электроэнергии имеет смысл лишь до определенного момента, говорит энергетический аналитик Эйслер.

«Если вы рассматриваете ситуацию, когда сеть ненадежна и может даже выйти из строя, вы должны спросить себя, как долго продлится этот сбой», — говорит он. «Сможете ли вы подзарядить этот электромобиль, когда вам понадобится?»

Похожая критика поступила со стороны Tesla — во время той же мартовской пресс-конференции в День инвесторов, на которой компания объявила, что добавит двунаправленную функциональность. На этом мероприятии генеральный директор Илон Маск назвал эту функцию «крайне неудобной».

«Если вы отключите машину, в вашем доме погаснет тьма», — заметил он. Конечно, V2H будет прямым конкурентом Tesla Powerwall, собственной солнечной батареи Маска.

Двунаправленная зарядка: от автомобиля к сети

Домовладельцы во многих штатах уже могут продавать излишки энергии, которые они производят с помощью солнечных батарей на крыше, обратно в сеть. Что, если более 1 миллиона электромобилей, которые, как ожидается, будут проданы в США в этом году, смогут сделать то же самое?

По мнению исследователей из Рочестерского университета, водители смогут сэкономить от 120 до 150 долларов в год на счетах за электроэнергию.

V2G все еще находится в зачаточном состоянии — энергетические компании все еще решают, как подготовить сеть и как платить клиентам, которые продают им киловатт-часы. Но пилотные программы запускаются по всему миру: калифорнийская компания Pacific Gas and Electric, крупнейшая коммунальная компания США, начала привлекать клиентов к пилотному проекту стоимостью 11,7 миллионов долларов, чтобы выяснить, как в конечном итоге будет интегрирована двунаправленная связь.

Согласно плану, бытовые потребители получат до 2500 долларов США на оплату установки двунаправленного зарядного устройства, а также им будут платить за сброс электроэнергии обратно в сеть в случае ожидаемого дефицита. В зависимости от серьезности потребностей и возможностей, которые люди готовы использовать, участники могут зарабатывать от 10 до 50 долларов за мероприятие, сообщил dot.LA в декабре представитель PG&E Пол Доэрти.

PG&E поставила цель к 2030 году обеспечить поддержку 3 миллионов электромобилей в своей зоне обслуживания, причем более 2 миллионов из них способны поддерживать V2G.