Jak działa ładowanie dwukierunkowe samochodów elektrycznych – porównanie technologii V2L, V2H oraz V2G

• Czym jest ładowanie dwukierunkowe pojazdów elektrycznych?

• Zalety ładowania dwukierunkowego

• Technologie V2L, V2H oraz V2G

• Modele samochodów elektrycznych z technologią ładowania dwukierunkowego

Czym jest i jak działa ładowanie dwukierunkowe samochodów elektrycznych?

Ładowanie dwukierunkowe to technologia pozwalająca na przepływ energii pomiędzy pojazdem elektrycznym a źródłem zasilania w obu kierunkach. Dlatego samochody z technologią ładowania dwukierunkowego mogą nie tylko być ładowane prądem z sieci, ale również oddawać energię do innych odbiorników.

Niewątpliwie technologia podnosi funkcjonalność pojazdu elektrycznego, który staje się mobilnym magazynem energii. W związku z tym funkcję bidirectional charging w swoich autach wprowadza coraz większa liczba producentów samochodów elektrycznych. Bez wątpienia w kolejnych latach technologia będzie rozwijana za sprawą nowoczesnej elektroniki mocy, zaawansowanych systemów zarządzania energią i standardów komunikacji między pojazdem a infrastrukturą. Zwłaszcza że wybrane standardy poprawiają bezpieczeństwo energetyczne.

Przeczytaj też: “Chińskie hybrydy plug-in – przegląd technologii chińskich samochodów PHEV”

Podstawowe technologie dwukierunkowego ładowania:

• V2L (Vehicle-to-Load) – zasilanie energią z akumulatora pojazdu urządzeń elektrycznych (np. podczas wyjazdów).

• V2H (Vehicle-to-Home) – zasilanie energią z akumulatora pojazdu domu lub innego budynku (np. podczas przerw w dostawie prądu).

• V2G (Vehicle-to-Grid) – zasilanie energią z akumulatora pojazdu sieci elektroenergetycznej w celu stabilizacji i bilansowania obciążeń.

Przykłady zastosowania ładowania dwukierunkowego pojazdów elektrycznych

Dwukierunkowe ładowanie to technologia niosąca w sobie wiele korzyści. Funkcja zostanie doceniona zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych:

• Zasilanie awaryjne – w przypadku przerw w dostawie prądu samochód może być rezerwowym źródłem energii, podtrzymując działanie urządzeń znajdujących się w gospodarstwie.

• Optymalizacja kosztów energii – możliwość obniżenia rachunków za energię elektryczną. Wystarczy, że akumulator trakcyjny samochodu będzie ładowany w godzinach, kiedy prąd jest tańszy, a następnie oddawany w ciągu dnia. Oczywiście takie zastosowanie jest możliwe tylko w pojedynczych dniach, ponieważ głównym przeznaczeniem auta jest umożliwienie przemieszczania z punktu A do B.

• Wsparcie dla sieci energetycznej – stabilizowanie napięcia w sieci i zmniejszenie ryzyka przeciążeń poprzez oddawanie energii w momencie dużego zapotrzebowania. Taką możliwość daje ładowanie dwukierunkowe V2G.

• Wykorzystanie energii z odnawialnych źródeł energii – zmagazynowanie w baterii, a następnie zużycie w późniejszym czasie prądu wyprodukowanego przez panele fotowoltaiczne, rzadziej – turbiny wiatrowe.

• Mobilny magazyn energii – możliwość zasilania urządzeń w dowolnym miejscu. Pozwala na to funkcja V2L.

Wady i zagrożenia dwukierunkowego ładowania samochodów elektrycznych

Jak każde nowoczesne – i nie tylko – rozwiązanie, również ładowanie dwukierunkowe ma pewne wady i niesie kilka zagrożeń. Nadal to technologia ograniczona, która w dłuższym okresie może narazić na straty:

• Krótsza żywotności akumulatora – mimo że nowoczesne systemy starają się to minimalizować, dodatkowe cykle ładowania i rozładowania przyspieszają degradację ogniw.

• Droższa infrastruktura – ładowarki umożliwiające ładowanie dwukierunkowe i kompatybilne instalacje są droższe od standardowej infrastruktury jednokierunkowej.

• Ograniczona kompatybilność – nadal tylko część samochodów i ładowarek obsługuje standardy ładowania dwukierunkowego V2G, V2H i V2L. Natomiast ich liczba stale rośnie, zwłaszcza z funkcją V2L.

• Straty energetyczne – przetworzenie prądu stałego (DC) w zmienny (AC) generuje straty energii, co obniża ogólną efektywność systemu.

• Ryzyko cyberataków – ryzyko jest niewielkie, ale systemy bidirectional charging mogą stać się potencjalnym celem dla hakerów, dlatego muszą być odpowiednio zabezpieczone.

Porównanie technologii umożliwiających oddawanie energii z akumulatora – V2L, V2G i V2H

Funkcje Vehicle-to-Load (V2L), Vehicle-to-Home (V2H), Vehicle-to-Grid (V2G) różni dość sporo. Zdecydowanie najpopularniejszy jest standard Vehicle-to-Load do zasilania urządzeń wymagających energii elektrycznej. Dlatego tej technologii należy poświęcić najwięcej miejsca. W określonych sytuacjach pomóc mogą także funkcje V2G oraz V2H, szczególnie Vehicle-to-Home.

Przeczytaj też: “Wallbox – czym jest i jak działa przydomowa stacja ładowania samochodów?”

Technologia V2L – Vehicle-to-Load

Technologia V2L pozwala wykorzystać energię zgromadzoną w akumulatorze samochodu elektrycznego do bezpośredniego zasilania i naładowania urządzeń elektrycznych. W odróżnieniu od funkcji V2G czy V2H nie wymaga to połączenia z siecią energetyczną ani z domową instalacją, ponieważ energia jest pobierana bezpośrednio z pojazdu i przekazywana przez falownik, który zmienia go na prąd przemienny (AC) o parametrach zgodnych z zasilanymi urządzeniami.

Przede wszystkim jest to więc mobilne źródło energii możliwe do wykorzystania w terenie czy na budowie. Ładowanie dwukierunkowe V2L sprawdzi się wszędzie tam, gdzie nie ma bezpośredniego dostępu do sieci. Prąd z baterii auta można też wykorzystać do ładowania innych pojazdów elektrycznych (np. rower lub hulajnoga), a nawet do awaryjnego zasilania urządzeń pracujących w domu.

Samochód z dwukierunkową technologią ładowania V2L docenią osoby często przebywające w miejscach, gdzie nie ma dostępu do energii. Z pewnością funkcja Vehicle-to-Load zwiększa funkcjonalność pojazdu. Wydaje się, że w najbliższej przyszłości większość aut elektrycznych otrzyma w standardzie właśnie tę technologię ładowania dwukierunkowego.

Technologia V2H (Vehicle-to-Home) – samochód jako integralny element domowego systemu energetycznego

V2H pozwala zasilać energią z samochodu elektrycznego cały dom lub inny budynek. Wymaga to specjalnej ładowarki dwukierunkowej oraz falownika w celu konwersji prądu stałego na przemienny, który jest kompatybilny z domową instalacją. Samochód podłączony do systemu domowego może przełączać się z ładowania na tryb zasilania domu. Wszystko odbywa się automatycznie lub ręcznie.

Technologia posłuży zwłaszcza jako awaryjne źródło zasilania na przypadek blackoutów. Dzięki temu można zasilać lodówkę, inne urządzenia, a także korzystać z oświetlenia czy Internetu i to nawet przez kilkadziesiąt godzin. Dlatego rozwiązanie powinno zainteresować zwłaszcza osoby mieszkające w miejscach z częstymi przerwami w dostawie energii. Ponadto technologia może pomóc w optymalizacjach kosztów. Akumulator auta może magazynować nadwyżki prądu z fotowoltaiki i oddawać, kiedy jest większe zapotrzebowanie na energię.

Technologia V2G (Vehicle-to-Grid) – inteligentna infrastruktura ładowania i zarządzania energią pomiędzy samochodem a siecią energetyczną

V2G umożliwia oddawanie energii do sieci elektroenergetycznej. Obok specjalnej ładowarki dwukierunkowej wymaga to systemu komunikacji z operatorem sieci dla zsynchronizowania momentów ładowania i rozładowywania. Oznacza to, że akumulator auta ładuje się wówczas, kiedy w sieci znajduje się nadwyżka energii. W momencie zapotrzebowania, prąd z akumulatora jest oddawany do sieci energetycznej.

Poza stabilizacją sieci energetycznej oddawanie energii może przynieść potencjalny dochód dla właściciela samochodu. Ewentualnie operator sieci może zaproponować bonusy lub ulgi taryfowe.

Aktualnie inwestycja w auta z funkcją V2G jest zasadna zwłaszcza w przypadku flot samochodowych. To rozsądne również w regionach z programami wsparcia finansowego i infrastrukturą zgodną ze standardem V2G. W Polsce dostarczanie energii do sieci nie ma obecnie miejsca. Prywatni właściciele nie odczują korzyści finansowych, ale nie jest to wykluczone w perspektywie kilku czy kilkunastu lat, kiedy rozwinie się infrastruktura inteligentnych sieci (tzw. smart grids).

Ładowanie dwukierunkowe pojazdów elektrycznych – porównanie standardów

Samochody elektryczne obsługujące ładowanie dwukierunkowe – przegląd modeli

W sprzedaży jest coraz więcej samochodów oferujących ładowanie dwukierunkowe. Największa liczba modeli dotyczy funkcji V2L. Rzadziej dostępne są samochody elektryczne z technologią V2H i V2G, ale i ich liczba regularnie rośnie:

• Modele samochodów elektrycznych z technologią dwukierunkowego ładowania V2L – Hyundai Ioniq 5, Hyundai Ioniq 6, Hyundai Ioniq 7, Kia EV6, Kia Niro EV, Kia EV9, Audi e‑tron GT, Audi Q4 e‑tron, BYD Atto 3, BYD Dolphin, BYD Seal, Dacia Spring, Peugeot E‑3008, MG 4, MG ZS EV, Tesla Cybertruck, Renault Megane E‑Tech Electric, Renault Scénic E‑Tech Electric.

• Modele samochodów elektrycznych z technologią dwukierunkowego ładowania V2H – Kia EV9, Tesla Cybertruck, Nissan Leaf, Nissan e‑NV200, Volkswagen ID.3, Volkswagen ID.4, Nissan Leaf, Cupra Born, Ford F‑150 Lightning, Chevrolet Silverado EV, Cadillac Lyriq.

• Modele samochodów elektrycznych z technologią dwukierunkowego ładowania V2G – Kia EV9, Tesla Cybertruck, Cupra Born, Nissan Leaf, Nissan e‑NV200, Mitsubishi i‑MiEV, Citroën C‑ZERO, Peugeot iON, Renault Megane E‑Tech Electric, Renault Scénic E‑Tech Electric.

Przeczytaj też: “Najtańsze samochody elektryczne w Polsce w 2025 roku – przegląd rynku. Ceny katalogowe i z dotacją NaszEauto”

Ładowanie dwukierunkowe z pewnością podnosi funkcjonalność auta, szczególnie standard V2L. Samochód elektryczny jest dzięki temu magazynem energii do awaryjnego zasilania urządzeń w domu i w terenie. Rzadziej to funkcje V2H oraz V2G. Szczególnie ta ostatnia jest mało praktyczna, ponieważ nie przynosi obecnie niemal żadnych korzyści i wymaga inteligentnej sieci elektroenergetycznej.

zdjęcie: pixabay.com (https://pixabay.com/photos/electric-mobility-electric-car-3935928/)

Artykuł zawiera lokowanie firmy Nissan