ZanimljivostiZašto je dvosmjerno punjenje sljedeća velika stvar za vlasnike električnih vozila?

srpanj 30, 2021by E-Punjači

Mnogi proizvođači električnih vozila, uključujući Teslu, rade na načinima kako domovima omogućiti da samostalno generiraju električnu energiju, pohranjuju je i koriste za pogon električnih vozila. Većina tih projekata nastoji solarne panele i baterijsko skladištenje energije od kuće učiniti uobičajenom tehnologijom. 

Ali, što ako bismo koristili električna vozila za generiranje energije u domovima? Činjenica je da su električni automobili velike baterije na kotačima, a uz odgovarajuću opremu, moguće je koristiti električnu energiju pohranjenu u automobilskoj bateriji za opskrbu vlastitog doma ili uravnoteženje električne mreže u određeno doba dana.

Dvosmjerno punjenje je budućnost EV punjenja

 

Potrošači smanjuju svoje potrebe za energijom već više od deset godina dodavanjem solarnih ploča na svoje krovove. Dvosmjerno EV punjenje smanjit će to još više – upotrebom EV baterija za napajanje domova (od vozila do kuće V2H), zgrada (od vozila do zgrade V2B) ili za vraćanje u mrežu, mrežom od vozila do mreže (V2G ) tehnologija.

Iako V2H pruža pojedinačnim potrošačima značajnu korist, V2B i V2G imaju veći utjecaj na mrežu u cjelini, jer će se energija koristiti u mnogo većem opsegu. Primjerice, tvrtke će moći koristiti energiju iz EV flote u mirovanju kako bi napunile značajan dio svojih kampusa.

Ne samo da će se dvosmjerno EV punjenje baviti zahtjevima mreže na praktičnoj razini, već također ima snagu eksponencijalnog povećanja zelene prednosti usvajanja električnih automobila daljnjim smanjenjem emisija uzrokovanih primarnom proizvodnjom električne energije.

 

Kako funkcionira V2H sustav?

 

Električno vozilo se puni solarnim panelima na krovu ili kad god je tarifa u mreži niska. A kasnije, tijekom najvećih sati rada ili tijekom nestanka struje, EV baterija se prazni putem V2H punjača. U osnovi, baterija električnih vozila skladišti, dijeli i ponovno koristi energiju kada je to potrebno.

V2H tehnologija samo je jedna među raznim razinama integracije vozila u mrežu; V2H je posvećen samopotrošnji, i ne treba ga miješati sa sustavom  vozilo-prema-mreži (V2G), koji omogućuje EV-u da se u mrežu uključi u svrhu zarade.

 

 

Prednosti korištenja V2H sustava


U listopadu 2019. godine, tvrtka
Pacific Gas & Electric Co., isključila je napajanje za više od 800 000 domova u sjevernoj i središnjoj Kaliforniji kako bi spriječila požar, a najpretraživanija pitanja u to vrijeme bila su:

  • “Mogu li napajati kuću električnim automobilom?”
  • “Mogu li EV baterijom napajati kuću?”
  • “Mogu li koristiti svoj Nissan Leaf za napajanje kuće?

    I odgovor je “DA”! V2H sustav omogućuje vam napajanje električnim automobilom.

 

U nastavku navodimo 4 prednosti korištenja V2H tehnologije:

 

  1. EV kao hitno napajanje za dom

    Čak i u dobro razvijenim zemljama može doći do neočekivanih prekida napajanja zbog jednostavnih kvarova infrastrukture ili opreme. U tim okolnostima, električna vozila koja podržavaju vozilo-od-kuće tehnologiju (V2H), mogu djelovati kao back-up u nuždi. Tijekom potresa i tsunamija u Tohokuu 2011. godine, Nissan je poslao 66 Nissan Leaf vozila na sjeveroistočnu obalu Japana koji su danima djelovali kao primarni izvor napajanja.
  2. Smanjuje potrošnju električne energije tijekom udarnih satiPovećanje potražnje za električnim vozilima označava i potrebu za punionicama, zbog čega bi moglo doći preopterećenja mreže i tako stvoriti potrebu za nadogradnjom na razini distribucije.

    EV-ovi koji podržavaju V2H pružaju fleksibilnost u isporuci električne energije u vrijeme najvećih prometnih sati
    i preuzimaju ulogu kada su cijene električne energije niske.
  3. Mogućnost istodobne upotrebe kućanskih aparata velikog kapacitetaMnogi moderni domovi u starim gradovima nemaju mogućnost nadogradnje mreže, stoga su ograničeni na upotrebu kućanskih aparata malog kapaciteta.

    Električna vozila s V2H tehnologijom u tim slučajevima mogu djelovati kao međuspremnik kako bi se osigurao dodatni kapacitet, bez potrebe za nadogradnjom mrežne veze.

  4. Učinkovito korištenje prirodne energije i samoodrživi životV2H pruža savršenu kombinaciju dviju najperspektivnijih tehnologija – električne mobilnosti i solarne energije.Pohranjivanjem energije generirane solarnim pločama u baterije električnih automobila i ponovnom upotrebom za kućnu potrošnju moglo bi se, ne samo izbjeći neravnoteža mreže, već i pomoći u održavanju ekološkog načina života.

 

Je li V2H komercijalno isplativ?

Trenutno većina vlasnika pametnih kuća instalira solarne ploče i akumulatore koji im omogućuju povećanje vlastite potrošnje solarne energije. Tipična kućna skladišna baterija (4 – 7 kWh) košta oko 4.000 – 5.000 EUR. Ovo je trošak koji ćete uštedjeti budući da baterija EV postaje spremište.

Uz to, tipične kućne akumulatorske baterije imaju kapacitet od samo 4 do 12 kWh, dok električno vozilo ima kapacitet baterije od najmanje 10 do 100 kWh. To znači da kućanske aparate možete koristiti dulje vrijeme, čak i do tjedan dana.

Postoje brojne studije slučaja i pilot projekti koji potvrđuju komercijalnu održivost dvosmjernog punjenja od vozila-do-kuće (V2H) i vozila-do-mreže (V2G). Međutim, rezultati svakog izvješća uvelike se razlikuju; neki od njih pokazuju unosan poslovni slučaj, a neki samo dvosmjernu naplatu zaključuju kao nepotreban zadatak.

Ne postoji standardni izračun koji može pokazati točan utjecaj V2H. Uvijek biste trebali izračunati cijenu na temelju načina na koji želite koristiti V2H. Ako ga namjeravate koristiti samo kao nužnu pričuvu, trošak propadanja baterije bio bi minimalan. Ali kada svoj EV namjeravate zamijeniti glavnim spremnikom baterije za rad sa solarnim panelom, trošak propadanja baterije mogao bi biti značajan.

Također je potrebno razmisliti o tome koliko će vremena automobil biti dostupan kod kuće (danju za punjenje od solarnih panela, a noću za pražnjenje kućanskih aparata) te,koliko opterećenja / kapaciteta želite uključiti s EV baterijom.

 

Hoće li V2H / V2G smanjiti životni vijek EV baterije?

Brzina propadanja EV baterija ovisi o tome kako ih koristite. Postoji više čimbenika kao što su; koliko često i koliko ispraznite bateriju (struja pražnjenja), na kojoj temperaturi, do kojeg propusnog kapaciteta, pri kojem stanju napunjenosti (SoC) baterije i dubini pražnjenja (DoD), koji odlučuju o razgradnji baterije.

Na primjer, recimo da će brzina razgradnje baterije biti mnogo veća pri ekstremnom SoC-u (<20% ili> 80%) nego pri pražnjenju u 30-60% SoC-a. Punjenje / pražnjenje na ekstremnim temperaturama (hladnim i toplim) razgradit će bateriju brže nego na sobnoj temperaturi. Međutim, zajedno s pametnim sustavima za upravljanje baterijama koji pokreću inteligentne “algoritme za optimizaciju”, može se uravnotežiti raspadanje baterije i korisnosti V2H sustava.

 

Koji proizvođači električnih vozila podržavaju V2H?

Nissan (Leaf & e-NV200), Renault (Zoe) i Mitsubishi (Outlander) za sada su jedina baterijska električna vozila-BEV koja podržavaju tehnologiju od vozila-do-kuće.

Uz ova, vozila s gorivim ćelijama (FCV) također podržavaju V2H: Toyotini MIRAI i Honda Clarity također pružaju V2H rješenja proizvodnjom električne energije pomoću vodika i opskrbom domova električnom energijom. I MIRAI i Clarity mogu isporučiti 9 KW električne energije, koja može napajati kućanstvo do 6-7 dana.

 

Punjači i tehnologije koje omogućavaju V2H

CHAdeMO vs. CCS: Kao što možete vidjeti s gornjeg popisa EV-a (Nissan, Renault, Mitsubishi, Toyota i Honda), za sada samo japanska električna vozila, tako da CHAdeMO konektori za brzo punjenje pružaju V2H mogućnosti. No, kako izlazi ISO 15118-20, noviji standard za mrežno komunikacijsko sučelje za vozilo, to može proširiti V2H mogućnosti i na CCS konektore za brzo punjenje.

DC i AC V2H punjači: mogli ste primijetiti i da nema mnogo V2H punjača koji podržavaju AC punjenje. To je zato što je implementacija V2H ili bilo koji oblik integracije vozila lakša s istosmjernim punjačima, nego redovnim punjenjem izmjeničnom strujom.

Električnim vozilima je potreban pretvarač snage koji pretvara istosmjernu struju (DC) pohranjenu u njihovim baterijama u izmjeničnu struju (AC) koja se može napajati u mrežu.

  • U slučaju istosmjernih (isključenih) punjača, ovaj pretvarač istosmjerne i izmjenične struje nalazi se unutar stanica za punjenje. Stoga se kodovi mreže, ovisni o lokaciji, mogu programirati u kontroler stanice za punjenje koji upravlja protokom energije u mrežu i iz nje.
  • U slučaju punjenja (izmjeničnim diskom), ovaj pretvarač istosmjerne i izmjenične struje koji upravlja protokom snage nalazi se “na ploči”, unutar EV. To znači da vanjska stanica za punjenje mora EV-u pružiti sve potrebne informacije o mjestu kako vratiti energiju u mrežu. 

Propisi i standardi vezani uz ovu komunikaciju mrežnim kodovima još nisu jasni; stoga se nadamo da će se komunikacijski protokol ISO 15118 riješiti ovog problema i s pražnjenjem izmjenične struje.

 

Što će biti s jamstvom proizvođača baterija za EV?

Zbog propadanja životnog vijeka trajanja baterije, jamstvo proizvođača električnih automobila jedan je od glavnih čimbenika koji blokira V2H (ili bilo koja V2G dvosmjerna) rješenja.

Jamstvo proizvođača EV za industriju iznosi oko 160 000 km vožnje s minimalnim preostalim kapacitetom od 70% tijekom osam godina (referentne izjave o jamstvu za Nissan, Renault, BMW i Tesla). Međutim, Nissan je jedini EV OEM proizvođač koji je izjavio da korištenje V2H / V2G neće poništiti jamstvo za njihov automobilski akumulator.

Kako proizvođači električnih vozila imaju više uvida u mogućnosti i raspon sigurnog rada svojih baterija, tako mogu osmisliti i bolji sustav upravljanja baterijama za svoj EV, koji jamči jamstveno razdoblje, uključujući V2H rad. 

Honda-Europe i BMW navodno testiraju mogućnosti V2H punjača, ali nisu sigurni kada i hoće li objaviti komercijalno rješenje poput Nissan Leaf-a.

 

Električna vozila već mijenjaju način na koji putujemo na posao, a sada s pametnim punjenjem od vozila do kuće, električna vozila mogu promijeniti način na koji trošimo električnu energiju. 

Ne treba zaboraviti, ove integracije vozila u mrežu izazvat će tradicionalna poslovanja komunalnih poduzeća i zahtijevati značajnu predanost i od OEM proizvođača automobila.