V2G:как обстоят дела с технологиями "автомобиль-сеть" и "автомобиль-дом"?

Мы поощряем вопросы читателей об электромобилях, зарядке и обо всем, что вы хотите узнать. Поэтому, пожалуйста, отправьте их, и мы попросим наших экспертов ответить, а также пригласим других людей внести свой вклад через раздел комментариев.

Наш последний вопрос исходит от Энди, который спрашивает:

Я не видел, чтобы вы освещали одну тему:технологии V2G и V2H:каково текущее состояние дел, каковы проблемы, какие модели поддерживают двунаправленную зарядку и т. д.

Учитывая, что прогнозируемая цена некоторых корейских моделей с запасом хода 400 км, которые вот-вот поступят в продажу, составляет около 1 000 долл. США/кВт·ч, она конкурентоспособна по сравнению с ценой за кВт·ч для отечественных аккумуляторов. Купите большой аккумулятор и бросьте машину.

Продолжайте в том же духе

Энди

Привет, Энди, ты задал хороший вопрос, на который тоже сложно ответить!

V2G (от автомобиля до сети) и V2H (от автомобиля до дома) — это потенциально изменяющие правила игры технологии, которые все еще находятся на самых ранних стадиях разработки. Таким образом, первоначальный ответ для тех, кто немного знаком с ними и хочет внедрить их сейчас, таков:«еще нет — и, за исключением ограниченного развертывания V2H, может никогда не произойти».

Более подробный ответ для тех, кто задается вопросом, что это такое и почему они могут быть технологиями, меняющими правила игры, дан ниже, начиная с Vehicle to Grid.

V2G:

В своей простейшей форме V2G представляет собой систему, в которой электросеть взаимодействует с подключаемым электромобилем для подачи электроэнергии обратно в сеть в пиковое и/или аварийное время. (Обратите внимание, что некоторые более поздние определения V2G также включают снижение скорости зарядки электромобиля (EV) в периоды пиковой нагрузки. Однако это, вероятно, лучше называть отдельно «управлением спросом»).

Учитывая потенциальное крупномасштабное развертывание аккумуляторов в электромобилях в сочетании с успехом систем хранения аккумуляторов в масштабе сети, таких как система Tesla в Южной Австралии, неудивительно, что многие люди рассматривают системы V2G как революционный инструмент для ответа на вопросы надежность снабжения сетей на основе возобновляемых источников энергии.

Фактически, системы V2G экспериментируют со многими органами снабжения по всему миру, но ни одна из них еще не была развернута в какой-либо форме, кроме небольших испытаний. И есть много причин для этой задержки; V2G не так прост и не так экономичен, как может показаться на первый взгляд.

Первая проблема, связанная с технологией V2G, заключается в том, что системы связи для управления такой прямой и обратной подачей энергии сложны и еще не согласованы.

Еще одна сложность взаимодействия с аккумулятором электромобиля для целей V2G заключается в том, что две основные системы зарядки электромобилей постоянного тока (CHAdeMO и комбинированная система зарядки или CCS) взаимодействуют с транспортным средством совершенно по-разному.

CHAdeMO использует CAN (локальная сеть контроллеров — «стандартный» протокол связи в автомобиле), а CCS использует связь по линиям электропередач (PLC) — стандартную систему связи в сети.

Пока системы зарядки постоянным током не остановятся на одной системе связи (или, если уж на то пошло, стандартном типе штепсельной вилки!) — V2G будет сложно внедрить для всех электромобилей на дорогах.

Вторая проблема, связанная с технологией V2G, заключается в том, что аккумуляторы для электромобилей и домашние аккумуляторы в настоящее время сильно отличаются друг от друга.

Аккумуляторы для электромобилей оптимизированы для быстрой зарядки/разрядки, а также легкого веса и небольшого размера, а домашние системы обеспечивают бережную зарядку/разрядку, при этом вес/размер практически не имеют значения.

Аккумуляторы электромобилей, в частности, имеют ограниченное количество циклов зарядки/разрядки, после чего их способность быстро разряжаться, необходимая для хорошего ускорения, начинает снижаться.

При обычном вождении:это примерно 8-10 лет. Добавление большого количества легких циклов зарядки/разрядки с помощью V2G может значительно сократить срок службы батареи электромобиля!

Третье соображение заключается в том, что батареи для электромобилей имеют очень хороший потенциал второго срока службы в качестве домашних аккумуляторных батарей после того, как они закончат свой срок службы в электромобиле.

По мере того, как старых аккумуляторов для электромобилей становится все больше, это может значительно снизить стоимость домашних систем хранения, которые могут быть построены с возможностью прямой и обратной зарядки от сети.

Тогда возникает вопрос:«Почему вы хотите использовать в своем электромобиле более дорогие новые батареи (и заменять их чаще) по сравнению с установкой более дешевой, специально созданной домашней аккумуляторной системы V2G/V2H??

Четвертое соображение заключается в том, что потребуется какая-то форма электронного управления системой V2G. Это должно быть помещено в коробку в доме, встроено в транспортное средство или и то, и другое. В любом случае — это дополнительные расходы в дополнение к сценарию «40 000 долл. США, батарея 40 кВт⋅ч с брошенным автомобилем».

И добавить еще одно осложнение/ограничение:подключаемые гибриды (PHEV) часто имеют довольно маленькие батареи, поэтому PHEV почти ничего не могут предложить системы V2G.

Другая часть вашего вопроса касалась систем «автомобиль-дом» (V2H).

V2H:

Здесь батарея электромобиля работает как система хранения аккумуляторов для жилых помещений и/или как резервный источник питания во время кратковременных отключений сети.

Опять же — как и для V2G выше, если аккумулятор регулярно разряжать/заряжать чаще, чем для вождения в одиночку, срок службы аккумулятора электромобиля сократится.

Еще одно соображение, помимо проблем, связанных с V2G, заключается в том, что электромобиль может даже не находиться дома и быть подключенным к сети, когда он необходим для домашнего использования или для обеспечения аварийного питания!

С другой стороны, в чрезвычайных ситуациях системы V2H могут быть незаменимы.

Nissan в Японии предлагает именно такую ​​систему. Их система контролирует зарядку автомобиля в периоды с низким спросом (управление спросом), а также берет на себя подачу электроэнергии в дом в случае сбоя в сети.

Поскольку батарея будет использоваться только в экстренных случаях, также можно избежать слишком большого количества дополнительных циклов зарядки/разрядки.

Однако потребуется изменить конфигурацию домашнего распределительного щита и установить в нем дополнительную систему управления, а также оплатить стоимость самой коробки Nissan Power Control System.

Подводя итог, можно сказать, что системы V2G и, возможно, V2H никогда не станут чем-то особенным, потому что:

• Они быстрее стареют аккумуляторы электромобилей.
• Системы управления батареями электромобилей не оптимизированы для нужд зарядки/разрядки сети;
• Это будет дорогое решение по сравнению с грядущей волной домашних аккумуляторных систем V2H (и, возможно, V2G), использующих бывшие в употреблении аккумуляторы для электромобилей.
• Стоимость систем управления V2G (потенциально значительно увеличивающая стоимость автомобильной зарядной установки) может быть ненамного меньше стоимости специальной домашней аккумуляторной системы со встроенной системой управления.
• Возможности PHEV для использования с системами V2G и V2H практически отсутствуют;
• И, наконец, в отношении систем V2H:электромобиля может не быть дома, чтобы предоставлять услуги V2H, когда они необходимы.

С другой стороны, системы V2H, которые обеспечивают питание дома только в случае сбоя питания, активно поддерживаются в Японии и могут стать бесценной системой поддержки безопасности в любой области, подверженной стихийным бедствиям или случайным отключениям электроэнергии.