Elektromobiļus ar divvirzienu uzlādes iespējām varētu izmantot māju apkurei, enerģijas padevei atpakaļ tīklā un pat rezerves barošanas nodrošināšanai strāvas padeves pārtraukumu vai ārkārtas situāciju laikā. Elektromobiļi būtībā ir lieli akumulatori uz riteņiem, tāpēc divvirzienu uzlādes ierīces ļauj transportlīdzekļiem uzglabāt lētu elektroenerģiju ārpus pīķa stundām, samazinot mājsaimniecību elektroenerģijas izmaksas. Šī jaunā tehnoloģija, kas pazīstama kā transportlīdzekļa un tīkla savienojums (V2G), varētu revolucionizēt mūsu elektrotīkla darbību, desmitiem tūkstošu elektromobiļu vienlaikus nodrošinot enerģiju maksimālās pieprasījuma periodos.
Kā tas darbojas?
Divvirzienu lādētājs ir uzlabots elektrotransportlīdzekļu (EV) lādētājs, kas spēj uzlādēt transportlīdzekļus abos virzienos. Tas var šķist samērā vienkārši, taču tas ietver sarežģītu jaudas pārveidošanas procesu no maiņstrāvas (AC) uz līdzstrāvu (DC), atšķirībā no parastā vienvirziena EV lādētāja, kas izmanto maiņstrāvu.
Atšķirībā no standarta elektroautomobiļu lādētājiem, divvirzienu lādētāji darbojas līdzīgi kā invertori, uzlādes laikā pārveidojot maiņstrāvu par līdzstrāvu un izlādes laikā otrādi. Tomēr divvirzienu lādētājus var izmantot tikai ar transportlīdzekļiem, kas ir saderīgi ar divvirzienu līdzstrāvas uzlādi. Diemžēl pašlaik elektroautomobiļu skaits, kas spēj veikt divvirzienu uzlādi, ir ļoti mazs. Tā kā divvirzienu lādētāji ir daudz sarežģītāki, tie ir arī ievērojami dārgāki nekā parastie elektroautomobiļu lādētāji, jo tie izmanto modernu jaudas pārveidošanas elektroniku, lai pārvaldītu transportlīdzekļa enerģijas plūsmu.
Māju apgādāšanai divvirzienu elektroautomobiļu lādētājos ir integrētas arī ierīces slodžu pārvaldībai un mājas izolēšanai no tīkla strāvas padeves pārtraukumu laikā — šī parādība ir pazīstama kā salu veidošana. Divvirzienu elektroautomobiļu lādētāja pamatdarbības princips ir ļoti līdzīgs divvirzienu invertora darbības principam, kas kalpo kā rezerves barošanas avots mājas akumulatoru uzglabāšanas sistēmās.
Kāds ir divvirzienu uzlādes mērķis?
Divvirzienu uzlādes stacijas var izmantot diviem dažādiem mērķiem. Pirmais un ievērojamākais ir transportlīdzekļa un tīkla savienojums jeb V2G, kas paredzēts enerģijas piegādei vai izvadei tīklā, kad pieprasījums ir liels. Ja tūkstošiem ar V2G aprīkotu transportlīdzekļu tiks pieslēgti un aktivizēti, tas var būtiski mainīt elektroenerģijas uzkrāšanas un ražošanas veidu. Elektrotransportlīdzekļiem ir lieli un jaudīgi akumulatori, tāpēc tūkstošiem ar V2G aprīkotu transportlīdzekļu kopējā jauda varētu būt milzīga. Ņemiet vērā, ka V2X ir termins, ko lieto, lai aprakstītu trīs tālāk aplūkotās arhitektūras:
I. No transportlīdzekļa uz tīklu jeb V2G – elektrotransportlīdzekļu enerģija tīkla atbalstam.
II. No transportlīdzekļa līdz mājām jeb V2H – elektrotransportlīdzekļu enerģija, ko izmanto māju vai uzņēmumu darbināšanai.
III. No transportlīdzekļa līdz iekraušanai jeb V2L — elektrotransportlīdzekļus var izmantot ierīču darbināšanai vai citu elektrotransportlīdzekļu uzlādēšanai.
Otrais divvirzienu elektrotransportlīdzekļu uzlādes ierīces pielietojums ir no automašīnas uz mājām jeb V2H. Kā norāda nosaukums, V2H ļauj elektrotransportlīdzekļus izmantot kā mājas akumulatoru sistēmu, lai uzglabātu lieko saules enerģiju un darbinātu māju. Piemēram, tipiskas mājas akumulatoru sistēmas, piemēram, Tesla Powerwall, jauda ir 13,5 kWh. Salīdzinājumam, tipiska elektrotransportlīdzekļa jauda ir 65 kWh, kas ir gandrīz līdzvērtīga piecu Tesla Powerwall lādētāju jaudai. Pateicoties lielajai akumulatora ietilpībai, apvienojumā ar jumta saules enerģiju pilnībā uzlādēts elektrotransportlīdzekļš var darbināt vidusmēra mājsaimniecību vairākas dienas vai ilgāk.
1. No transportlīdzekļa uz elektrotīklu — V2G
Transportlīdzekļa un tīkla savienojums (V2G) attiecas uz praksi, kad neliela daļa no elektrotransportlīdzekļa akumulatora uzkrātās enerģijas tiek pēc pieprasījuma nodota tīklā. Dalībai V2G projektā ir nepieciešams divvirzienu līdzstrāvas lādētājs un saderīgs elektrotransportlīdzeklis. Elektrotransportlīdzekļu īpašniekiem pastāv tādi stimuli kā kredīti vai samazinātas elektroenerģijas cenas. Ar V2G aprīkoti elektrotransportlīdzekļi ļauj īpašniekiem piedalīties VPP (transportlīdzekļu barošanas avotu) programmās, lai uzlabotu tīkla stabilitāti un nodrošinātu enerģiju maksimālā pieprasījuma periodos.
Neskatoties uz ažiotāžu, viens no V2G tehnoloģijas ieviešanas izaicinājumiem ir normatīvie šķēršļi un standartizētu divvirzienu uzlādes protokolu un savienotāju trūkums. Divvirzienu lādētāji, piemēram, saules invertori, tiek uzskatīti par alternatīvu enerģijas ražošanas metodi, un tiem jāatbilst visiem normatīvajiem drošības un pārtraukumu standartiem tīkla kļūmju gadījumā. Lai pārvarētu šīs sarežģītības, daži autoražotāji, piemēram, Ford, ir izstrādājuši vienkāršākas divvirzienu maiņstrāvas uzlādes sistēmas, kas darbojas tikai ar Ford elektroautomobiļiem māju darbināšanai, nevis piegādā enerģiju tīklam.
2. Transportlīdzeklis uz mājām — V2H
No automašīnas līdz mājām (V2H) ir līdzīgs V2G, bet enerģija tiek izmantota lokāli mājas darbināšanai, nevis tiek padota tīklā. Tas ļauj elektrotransportlīdzekļiem darboties kā parastai mājas akumulatoru sistēmai, palīdzot uzlabot pašpietiekamību, īpaši apvienojumā ar jumta saules enerģiju. Tomēr visacīmredzamākā V2H priekšrocība ir tā spēja nodrošināt rezerves barošanu strāvas padeves pārtraukumu laikā.
Lai V2H darbotos pareizi, ir nepieciešams saderīgs divvirzienu invertors un cits aprīkojums, tostarp enerģijas skaitītājs (ar strāvas transformatoru), kas uzstādīts elektrotīkla pieslēguma punktā. Strāvas transformators uzrauga enerģijas plūsmu uz tīklu un no tā. Kad sistēma konstatē, ka jūsu mājoklis patērē tīkla enerģiju, tā signalizē divvirzienu elektrotransportlīdzekļu lādētājam atbrīvot līdzvērtīgu elektroenerģijas daudzumu, lai kompensētu jebkuru no tīkla patērēto enerģiju. Līdzīgi, kad sistēma konstatē enerģijas izvadi no jumta saules fotoelektriskā masīva, tā novirza to elektrotransportlīdzekļa uzlādei, līdzīgi kā viedais elektrotransportlīdzekļu lādētājs.
Lai nodrošinātu rezerves barošanu strāvas padeves pārtraukumu vai ārkārtas situāciju laikā, V2H sistēmai ir jānosaka izolācijas režīms no tīkla un jāizolē māja no tīkla. Kad izolācijas režīms ir ieslēgts, divvirzienu invertors būtībā darbojas kā ārpustīkla invertors, ko darbina elektrotransportlīdzekļa akumulators. Lai nodrošinātu rezerves darbību, ir nepieciešams papildu tīkla izolācijas aprīkojums, piemēram, automātiskie kontaktori (ATS), tāpat kā hibrīdie invertori, ko izmanto saules bateriju sistēmās.
3. Iekraušanai paredzēts transportlīdzeklis — V2L
Tehnoloģija “No transportlīdzekļa līdz iekraušanai” (V2L) ir daudz vienkāršāka, jo tai nav nepieciešams divvirzienu lādētājs. Transportlīdzekļiem, kas aprīkoti ar V2L, ir integrēts invertors, kas nodrošina maiņstrāvu no vienas vai vairākām standarta kontaktligzdām transportlīdzeklī, kuras var izmantot, lai pievienotu jebkuru parastu mājsaimniecības ierīci. Tomēr daži transportlīdzekļi izmanto īpašu V2L adapteri, kas tiek pievienots elektrotransportlīdzekļa uzlādes portam, lai nodrošinātu maiņstrāvu. Ārkārtas situācijā pagarinātāju var pagarināt no transportlīdzekļa uz māju, lai darbinātu pamata slodzes, piemēram, apgaismojumu, datorus, ledusskapjus un virtuves ierīces.
V2L tiek izmantots ārpus tīkla un rezerves barošanai
Transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar V2L, var izmantot pagarinātājus, lai nodrošinātu rezerves barošanu noteiktu elektrisko ierīču darbībai. Alternatīvi, var izmantot speciālu maiņstrāvas pārslēgšanas slēdzi, lai V2L barošanu tieši pievienotu rezerves sadales panelim vai pat galvenajam sadales panelim.
Ar V2L aprīkotus transportlīdzekļus var integrēt arī bezsaistes saules enerģijas sistēmās, lai samazinātu vai pat novērstu nepieciešamību pēc rezerves ģeneratora. Lielākā daļa bezsaistes saules enerģijas sistēmu ietver divvirzienu invertoru, kas tehniski var izmantot enerģiju no jebkura maiņstrāvas avota, tostarp transportlīdzekļus, kas aprīkoti ar V2L. Tomēr, lai nodrošinātu drošu darbību, ir nepieciešama uzstādīšana un konfigurēšana, ko veic saules enerģijas speciālists vai kvalificēts elektriķis.
— BEIGAS—
Šeit izprotiet uzlādes pāļu "kodolu" un "dvēseli".
Padziļināta analīze: Kā darbojas maiņstrāvas/līdzstrāvas uzlādes pāļi?
Vismodernākie atjauninājumi: lēna uzlāde, kompresora uzlāde, V2G…
Nozares ieskati: tehnoloģiju tendences un politikas interpretācija
Izmantojiet savas zināšanas, lai aizsargātu savu zaļo ceļojumu
Sekojiet man, un jūs nekad neapmaldīsities, kad runa ir par uzlādi!
Publicēšanas laiks: 2025. gada 26. novembris
