Электромобили с возможностью двунаправленной зарядки могут использоваться для электроснабжения домов, возврата энергии в сеть и даже в качестве резервного источника питания во время отключений электроэнергии или чрезвычайных ситуаций. Электромобили по сути представляют собой большие батареи на колесах, поэтому двунаправленные зарядные устройства позволяют транспортным средствам накапливать недорогую электроэнергию в непиковые часы, снижая расходы домохозяйств на электроэнергию. Эта новая технология, известная как «автомобиль-сеть» (V2G), потенциально может произвести революцию в работе нашей энергосистемы, позволяя десяткам тысяч электромобилей одновременно обеспечивать электроэнергией в периоды пикового спроса.
Как это работает?
Двунаправленное зарядное устройство — это усовершенствованное зарядное устройство для электромобилей, способное заряжать их в обоих направлениях. Это может показаться относительно простым, но на самом деле оно включает в себя сложный процесс преобразования энергии из переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), в отличие от обычного однонаправленного зарядного устройства для электромобилей, использующего переменный ток.
В отличие от стандартных зарядных устройств для электромобилей, двунаправленные зарядные устройства работают во многом как инверторы, преобразуя переменный ток в постоянный во время зарядки и наоборот во время разрядки. Однако двунаправленные зарядные устройства могут использоваться только с транспортными средствами, совместимыми с двунаправленной зарядкой постоянным током. К сожалению, количество электромобилей, способных к двунаправленной зарядке, в настоящее время очень невелико. Поскольку двунаправленные зарядные устройства гораздо сложнее, они также значительно дороже обычных зарядных устройств для электромобилей, так как в них используется сложная электроника преобразования энергии для управления потоком энергии в автомобиле.
Для обеспечения электропитанием домов двунаправленные зарядные устройства для электромобилей также интегрируют устройства для управления нагрузкой и изоляции дома от сети во время отключений электроэнергии — явление, известное как «островной режим». Основной принцип работы двунаправленного зарядного устройства для электромобилей очень похож на принцип работы двунаправленного инвертора, который служит резервным источником питания в домашних системах хранения энергии на основе аккумуляторов.
Какова цель двусторонней зарядки?
Двусторонние зарядные устройства могут использоваться в двух различных областях применения. Первая и наиболее примечательная — это технология «автомобиль-сеть» (V2G), предназначенная для передачи или вывода энергии в сеть при высоком спросе. Если тысячи автомобилей, оснащенных технологией V2G, будут подключены и активированы, это может кардинально изменить способы хранения и производства электроэнергии. Электромобили имеют большие и мощные батареи, поэтому суммарная мощность тысяч автомобилей, оснащенных технологией V2G, может быть огромной. Следует отметить, что V2X — это термин, используемый для описания трех архитектур, обсуждаемых ниже:
I. Технология «автомобиль-сеть» (V2G) – использование энергии электромобилей для поддержки энергосети.
II. Технология «автомобиль-дом» (V2H) – использование энергии электромобилей для питания домов или предприятий.
III. Технология «транспортное средство — нагрузка» (V2L) — электромобили могут использоваться для питания электроприборов или зарядки других электромобилей.
Второе применение двустороннего зарядного устройства для электромобилей — это система «автомобиль-дом», или V2H. Как следует из названия, V2H позволяет использовать электромобили как домашнюю аккумуляторную систему для хранения избыточной солнечной энергии и питания дома. Например, типичная домашняя аккумуляторная система, такая как Tesla Powerwall, имеет емкость 13,5 кВт·ч. Для сравнения, типичный электромобиль имеет емкость 65 кВт·ч, что почти эквивалентно пяти батареям Tesla Powerwall. Благодаря большой емкости батареи, в сочетании с солнечной энергией на крыше, полностью заряженный электромобиль может обеспечивать электроэнергией среднестатистическое домохозяйство в течение нескольких дней или дольше.
1. Технология «автомобиль-сеть» (V2G)
Технология «автомобиль-сеть» (V2G) подразумевает передачу небольшой части накопленной энергии из батареи электромобиля в сеть по требованию. Для участия в проекте V2G требуется двунаправленное зарядное устройство постоянного тока и совместимый электромобиль. Существуют стимулы, такие как кредиты или сниженные тарифы на электроэнергию для владельцев электромобилей. Электромобили, оснащенные технологией V2G, также позволяют владельцам участвовать в программах VPP (Vehicle Power Supply) для повышения стабильности сети и обеспечения электропитанием в периоды пиковой нагрузки.
Несмотря на ажиотаж, одной из проблем внедрения технологии V2G являются нормативные препятствия и отсутствие стандартизированных протоколов и разъемов для двунаправленной зарядки. Двунаправленные зарядные устройства, такие как солнечные инверторы, считаются альтернативным методом выработки электроэнергии и должны соответствовать всем нормативным требованиям безопасности и стандартам на случай отключения электроэнергии в случае сбоев в сети. Для преодоления этих сложностей некоторые автопроизводители, такие как Ford, разработали более простые системы двунаправленной зарядки переменным током, которые работают исключительно с электромобилями Ford для питания домов, а не подают электроэнергию в сеть.
2. Транспортное средство — Дом (V2H)
Технология Vehicle-to-Home (V2H) похожа на V2G, но энергия используется локально для питания дома, а не подается в сеть. Это позволяет электромобилям работать как обычная домашняя аккумуляторная система, способствуя повышению самодостаточности, особенно в сочетании с солнечными батареями на крыше. Однако наиболее очевидным преимуществом V2H является возможность обеспечения резервного питания во время отключения электроэнергии.
Для корректной работы системы V2H необходим совместимый двунаправленный инвертор и другое оборудование, включая счетчик электроэнергии (с трансформатором тока), установленный в точке подключения к сети. Трансформатор тока контролирует поток энергии в сеть и из сети. Когда система обнаруживает, что ваш дом потребляет энергию из сети, она подает сигнал двунаправленному зарядному устройству для электромобилей, чтобы оно выделило эквивалентное количество электроэнергии для компенсации любой энергии, потребляемой из сети. Аналогично, когда система обнаруживает выходную мощность от солнечной фотоэлектрической батареи на крыше, она направляет ее на зарядку электромобиля, подобно интеллектуальному зарядному устройству для электромобилей.
Для обеспечения резервного питания во время отключений электроэнергии или чрезвычайных ситуаций система V2H должна обнаруживать отключение от сети и изолировать дом от нее. После отключения от сети двунаправленный инвертор, по сути, работает как автономный инвертор, питаемый от батареи электромобиля. Для обеспечения резервного питания требуется дополнительное оборудование для изоляции от сети, такое как автоматические контакторы (АТС), аналогично гибридным инверторам, используемым в системах солнечных батарей.
3. Транспортное средство для погрузки - V2L
Технология Vehicle-to-Load (V2L) намного проще, поскольку не требует двунаправленного зарядного устройства. Автомобили, оснащенные V2L, имеют встроенный инвертор, который обеспечивает питание переменным током от одной или нескольких стандартных розеток в автомобиле, что позволяет подключать любые обычные бытовые приборы. Однако в некоторых автомобилях используется специальный адаптер V2L, который подключается к зарядному порту электромобиля для подачи переменного тока. В экстренной ситуации можно использовать удлинитель, который протянется от автомобиля в дом для питания основных потребителей электроэнергии, таких как освещение, компьютеры, холодильники и кухонные приборы.
V2L используется для автономного и резервного электропитания.
Транспортные средства, оснащенные системой V2L, могут использовать удлинительные кабели для обеспечения резервного питания отдельных электроприборов. В качестве альтернативы можно использовать специальный переключатель переменного тока для прямого подключения питания V2L к резервному распределительному щиту или даже к главному распределительному щиту.
Транспортные средства, оснащенные системой V2L, также могут быть интегрированы в автономные солнечные энергетические системы, что позволяет уменьшить или даже полностью исключить необходимость в резервном генераторе. Большинство автономных солнечных энергетических систем включают двунаправленный инвертор, который технически может использовать энергию от любого источника переменного тока, включая транспортные средства, оснащенные системой V2L. Однако для обеспечения безопасной эксплуатации требуется установка и настройка специалистом по солнечной энергии или квалифицированным электриком.
- КОНЕЦ-
Здесь вы сможете понять «суть» и «душу» зарядных свай.
Подробный анализ: Как работают зарядные станции переменного/постоянного тока?
Передовые технологии: медленная зарядка, сверхбыстрая зарядка, V2G…
Анализ отрасли: технологические тенденции и интерпретация политики.
Используйте экспертные знания для защиты вашего экологичного туризма.
Следуйте за мной, и вы никогда не заблудитесь, когда дело дойдет до зарядки!
Дата публикации: 26 ноября 2025 г.
