I veicoli elettrici con ricarica bidirezionale o bidirezionale possono essere utilizzati per immettere energia nella rete elettrica, alimentare una casa e, in caso di emergenza o blackout, possono persino fornire alimentazione di riserva. I caricabatterie bidirezionali consentono ai veicoli elettrici di immagazzinare energia solare o elettricità economica fuori punta per ridurre i costi dell'elettricità domestica. Ogni volta che si parla di ricarica bidirezionale, il concetto di ricarica bidirezionale V2G vs V2H vs V2L non viene mai trascurato. Impariamo a conoscerlo e ad approfondire argomenti come cos'è un caricabatterie bidirezionale V2G, cos'è un caricabatterie bidirezionale V2H, ecc. in questo blog.
Cos'è la ricarica bidirezionale e come funziona?
In sostanza, la ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici è una ricarica che avviene in due direzioni (andata e ritorno) . In questo tipo di ricarica, l'energia fluisce dalla rete elettrica all'auto, può essere utilizzata per alimentare altri dispositivi o può essere reimmessa nella rete.
Proprio come un'alimentazione portatile che viene utilizzata per caricare i tuoi dispositivi elettronici personali, anche la tua auto può essere utilizzata nello stesso modo. Nel caso degli EV, possono caricare dispositivi molto più grandi come la tua casa, un barbecue o persino la rete elettrica.
La ricarica bidirezionale è un termine generico che copre diversi casi d'uso. I casi d'uso più comuni sono V2G, V2H e V2L. Ora, diamo un'occhiata alla ricarica bidirezionale V2G vs V2H vs V2L.
Che cosa è la ricarica bidirezionale V2G, V2H e V2L?
Parlando di ricarica bidirezionale, si parla molto del concetto di V2G, V2H e V2L. C'è una bella differenza tra la ricarica bidirezionale V2G vs V2H vs V2L-
- V2G (veicolo-rete) In questo programma, il veicolo elettrico esporta l'energia nella rete elettrica per sostenersi.
- V2L (veicolo-carico)- Con questo tipo di soluzione, un veicolo elettrico può essere utilizzato per caricare altri veicoli elettrici o alimentare altri elettrodomestici.
- V2H (da veicolo a casa) - In questo caso, l'energia dei veicoli elettrici viene utilizzata per alimentare un'azienda o una casa.
Che cosa sono un caricabatterie bidirezionale V2G o una ricarica bidirezionale V2G?
Nel sistema V2G (Vehicle-to-Grid), una piccola parte dell'energia immagazzinata nella batteria del veicolo elettrico viene reimmessa nella rete elettrica quando necessario. Questo dipende dall'accordo di servizio. Per partecipare al programma V2G è necessario un caricabatterie bidirezionale e un veicolo elettrico compatibile.
I proprietari di EV che optano per questo programma ricevono anche incentivi finanziari. O ricevono crediti o il costo dell'elettricità viene ridotto. Gli EV abilitati con V2G possono anche aiutare i loro proprietari a partecipare a un programma VPP (centrale elettrica virtuale). Fornisce energia durante le ore di picco della domanda e migliora anche la stabilità della rete.
Attualmente, solo una manciata di EV ha la capacità di ricarica V2G e DC bidirezionale. Alcuni degli EV che supportano V2G includono Mitsubishi Outlander o Eclipse ibridi plug-in e il modello successivo Nissan Leaf (ZE1). Con questo, dovresti aver capito cos'è un caricabatterie bidirezionale V2G o una ricarica bidirezionale V2G.
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Qual è il problema con la ricarica bidirezionale V2G?
Uno dei principali problemi della tecnologia V2G è la mancanza di connettori e protocolli di ricarica bidirezionali standard . Inoltre, vi sono sfide normative.
Gli standard veicolo-rete sono complessi e difficili in quanto implicano la regolamentazione dei requisiti di sicurezza, potenza ed elettricità quando si scarica energia nella rete. Per le apparecchiature del sistema di ricarica EV bidirezionale, UL9741 è uno standard di sicurezza proposto che è ancora in fase di sviluppo. È costruito attorno a UL1741 (standard di sicurezza) e allo standard IEEE1547 per l'interconnessione di DER (risorse energetiche distribuite) con sistemi di alimentazione elettrica.
Al giorno d'oggi, la maggior parte dei veicoli elettrici ha porte di ricarica CCS standard. Attualmente, il Ford F-150 Lightning EV è l'unico veicolo elettrico che utilizza una porta CCS per la ricarica bidirezionale. In futuro, tuttavia, saranno disponibili più veicoli elettrici con porte di connessione CCS con funzionalità V2G e V2H. Ora, vediamo cos'è un caricabatterie bidirezionale V2H.
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Che cosa sono un caricabatterie bidirezionale V2H o una ricarica bidirezionale V2H?
La tecnologia Vehicle-to-Home (V2H) è piuttosto simile alla V2G (Vehicle-to-Grid). Tuttavia, in questo sistema, l'energia non viene inviata alla rete elettrica , ma viene utilizzata localmente per alimentare un'abitazione. Ciò consente al veicolo elettrico di funzionare come un normale sistema di batterie domestiche e contribuisce ad aumentare l'autosufficienza energetica, soprattutto se abbinato a pannelli solari sul tetto. Il vantaggio più rilevante della V2H, però, è la sua capacità di fornire energia di riserva durante un blackout.
Per funzionare correttamente, il sistema V2H necessita di un caricabatterie bidirezionale compatibile e di alcune apparecchiature aggiuntive, come un contatore di energia (contatore di corrente). Il contatore di corrente viene utilizzato per monitorare il flusso di energia da e verso la rete. Per questo motivo, il contatore deve essere installato nel punto di connessione principale alla rete. Quando il sistema rileva la quantità di energia prelevata dalla rete e consumata dall'abitazione, invia un segnale al caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici affinché scarichi una quantità equivalente di energia. In questo modo, compensa l'energia prelevata dalla rete. Analogamente, ogni volta che il sistema rileva l'energia immessa in rete da un impianto fotovoltaico sul tetto, la devia per caricare il veicolo elettrico. Il funzionamento è molto simile a quello dei caricabatterie intelligenti per veicoli elettrici.
Per sanzionare l'alimentazione di backup in caso di emergenza o blackout, il sistema V2H deve essere in grado di rilevare l'interruzione della rete e di isolarla dalla rete tramite un contattore automatico (interruttore). Questo è definito islanding.
Attualmente, solo pochi EV hanno la tecnologia V2H. Questi EV includono Mitsubishi Outlander PHEV e il modello successivo Nissan Leaf. Entrambi questi EV utilizzano il connettore CHAdeMO di vecchio stile. Il nuovo Ford F-150 Lightning EV è piuttosto unico in quanto può utilizzare un connettore CCS tramite un caricabatterie bidirezionale nel veicolo per funzionare in modalità V2H. Tuttavia, c'è un problema, questo modello EV può funzionare solo quando viene utilizzato con la Ford Charge Station Pro insieme al Ford Home Integration System. Questo ti ha fatto capire cos'è un caricabatterie bidirezionale V2H. Ora, devi anche essere curioso di sapere cos'è una ricarica V2L ed è V2L bidirezionale.
Cos'è la ricarica V2L? La ricarica V2L è bidirezionale?
La tecnologia V2L, o Vehicle-to-Load, non richiede un caricabatterie bidirezionale per funzionare ed è quindi molto più semplice rispetto alle altre due tecnologie discusse in precedenza. A volte viene anche chiamata VTOL.
I veicoli con tecnologia V2L sono dotati di un caricabatterie bidirezionale integrato e di prese di corrente CA standard , utili per collegare qualsiasi elettrodomestico a corrente alternata. Per l'alimentazione tramite cavo, alcuni veicoli utilizzano un adattatore V2L specifico e la porta di ricarica per veicoli elettrici. In caso di emergenza, è possibile collegare prolunghe dal veicolo all'abitazione per alimentare i dispositivi essenziali, come computer, frigoriferi, illuminazione e persino elettrodomestici da cucina.
Tramite quattro prese di corrente CA da 2.4 kW per un totale di 9.6 kW di potenza, il nuovo Ford F-150 Lightning ha capacità V2L. Altri veicoli che hanno tecnologia V2L sono Kia EV6 e la nuova Hyundai IONIQ 5. Queste auto hanno prese di corrente CA sia esterne che interne. Questo avrebbe dovuto rispondere a cosa è una ricarica V2L ed è V2L bidirezionale.
V2L per alimentazione fuori rete e di backup
Sebbene i veicoli con tecnologia V2L possano essere molto utili come fonte di alimentazione di emergenza utilizzando prolunghe per alimentare determinati apparecchi, è anche possibile collegare l'alimentazione V2L direttamente a un quadro elettrico di emergenza o persino al quadro di distribuzione principale tramite un apposito interruttore di trasferimento o commutazione CA.
Per ridurre o addirittura eliminare la necessità di un generatore di backup, un veicolo con V2L può anche essere assimilato a un sistema di energia solare fuori dalla rete. La maggior parte dei sistemi di energia solare fuori dalla rete ha un caricabatterie inverter bidirezionale. Tecnicamente, questo caricabatterie è in grado di utilizzare l'energia da qualsiasi fonte CA, incluso un veicolo con V2L. Tuttavia, per farlo in modo sicuro, l'inverter dovrebbe essere installato e configurato da uno specialista solare o da un elettricista qualificato. Questo dovrebbe averti aiutato a capire la ricarica bidirezionale V2G vs V2H vs V2L.
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Quali sono i 9 migliori caricabatterie bidirezionali sul mercato?
Un caricabatterie EV avanzato in grado di ricaricare in due direzioni è definito caricabatterie bidirezionale. Sembra semplice, ma è un processo di conversione di potenza piuttosto complesso da corrente alternata (CA) a corrente continua (CC). Questo è l'opposto dei normali caricabatterie EV unidirezionali che utilizzano la CA per caricare.
I caricatori bidirezionali non sono come i normali caricatori EV e funzionano in modo simile agli inverter. Convertono la corrente alternata in corrente continua durante la carica e poi la invertono durante la scarica. Tuttavia, questi caricatori sono solo per veicoli compatibili con la carica bidirezionale in corrente continua. I migliori caricatori bidirezionali sul mercato sono i seguenti:
1. Scatola da muro Quasar
Wallbox Quasar è un caricabatterie bidirezionale, il più piccolo della sua categoria. È infatti il primo caricabatterie per veicoli elettrici progettato per l'uso domestico. Offre funzionalità avanzate di ricarica CC bidirezionale.
Questo caricabatterie ha una potenza nominale massima di 32 A o 7.4 kW. Tuttavia, dovresti notare che è compatibile solo con veicoli dotati di connettore per veicoli CC CHAdeMO. Attualmente, può essere utilizzato solo con la Mitsubishi Outlander ibrida plug-in e la Nissan Leaf EV di ultima generazione. La Wallbox Quasar può costare tra i 4500 e gli 8000 $ (a seconda delle tasse locali e del paese).
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2. Tecnologie di raddrizzamento Highbury
Rectifier Technologies è un'azienda australiana produttrice di apparecchiature per la conversione di potenza. È la seconda azienda al mondo ad aver sviluppato un caricabatterie bidirezionale compatto per uso domestico. Sebbene il caricabatterie bidirezionale CC Highbury non sia ancora sul mercato, vanta un'efficienza del 96% e presenta un design moderno e sottile. L'azienda afferma che questo caricabatterie sarà il caricabatterie bidirezionale CC più sottile al mondo. Sarà disponibile in due versioni: una standard da 7 kW, una ad alta potenza da 11 kW (46 A) e in due dimensioni.
Inizialmente, tramite V2G, consentirà ai proprietari di EV di vendere l'energia in eccesso alla rete. Tuttavia, funzionalità aggiuntive come V2H (Vehicle-to-Home) saranno disponibili in una fase successiva. Sarà compatibile con veicoli elettrici conformi a CSS o CHAdeMO. Anche il suo prezzo non è ancora disponibile.
3. Scatola di montaggio a muro Quasar 2
Di recente, Wallbox ha annunciato la seconda generazione di Quasar 2. Questo nuovo caricabatterie bidirezionale a corrente continua è stato progettato da zero . Ora offre fino a 48 A o 11.5 kW di potenza di scarica o carica. Anche il suo design è completamente diverso dal modello precedente. Il modello precedente aveva un aspetto non convenzionale e non aveva display. Il nuovo Quasar 2, invece, è dotato di una modalità blackout che consente a un veicolo compatibile di alimentare le abitazioni in caso di interruzione di corrente.
Wallbox afferma che questo caricabatterie può far passare senza problemi la tua casa dall'alimentazione di rete a quella del veicolo. Ciò significa che funziona in modo ordinato con un isolatore di rete esterno (appaltatore) che è necessario per isolare in modo sicuro la tua casa dalla rete. Le sue specifiche complete non sono ancora state rilasciate e quindi anche il suo prezzo non è ancora disponibile. Tuttavia, il sito Web dell'azienda indica che questo caricabatterie conterrà una vasta gamma di opzioni di comunicazione tra cui Bluetooth, WiFi, Ethernet e persino 3G/4G.
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4. Emporia V2X bidirezionaleCaricabatterie universale
Emporia è una piccola azienda con sede in Colorado che ha sviluppato il caricabatterie bidirezionale domestico V2X . Questo caricabatterie è davvero notevole, in quanto integra un inverter AC/DC a base di carburo di silicio (progettato da BREK Electronics). Ha una potenza nominale massima di 11.52 kW o 48 A. Può essere abbinato al sistema di gestione energetica domestica Emporia Vue ed è compatibile con il connettore CSS di tipo 1 per automatizzare le esigenze di accumulo e il consumo energetico. La sua caratteristica più rilevante è il supporto per la modalità off-grid. Funzionerà in modalità off-grid con l'aggiunta di un dispositivo di isolamento di rete (contattore) compatibile.
Il suo prezzo è di circa 1500 $ USA e quindi è uno dei caricabatterie bidirezionali universali più convenienti. Questo prodotto è tuttavia ancora in fase di progettazione e verrà rilasciato nel 2023.
5. Caricabatterie bidirezionale Delta V2H
Delta Electronics è un'azienda specializzata in apparecchiature per la conversione di potenza e l'efficienza energetica, tra cui sistemi di accumulo e impianti solari. L'azienda ha prodotto una gamma di caricabatterie bidirezionali per veicoli elettrici, destinati ad applicazioni residenziali e commerciali.
Il Delta V2H è un caricabatterie bidirezionale trifase veicolo-casa (V3H) disponibile in due modelli da 2 kW o 22 kW. Il caricabatterie può funzionare in modalità off-grid (backup) e on-grid. Tuttavia, questo caricabatterie è attualmente compatibile solo con i connettori per veicoli CHAdeMO. Offre inoltre un'elevata efficienza operativa del 11%. È in fase di sviluppo anche una versione monofase da 95 kW di questo caricabatterie, ma finora si conoscono meno dettagli.
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6. Fermata Energia FE-15
Il caricabatterie bidirezionale FE-15 è prodotto da Fermata Energy , un'azienda statunitense fondata nel 2010. È uno dei caricabatterie CC bidirezionali più potenti disponibili in Nord America. Ha una potenza di carica e scarica di 15 kW. Attualmente, questo caricabatterie è compatibile solo con veicoli dotati di connettore CC CHAdeMO. In base alle specifiche e all'estetica, questo caricabatterie a parete è chiaramente progettato per garantire durata, sicurezza e prestazioni.
Questo caricabatterie è anche certificato UL9741. Attualmente, negli Stati Uniti, è l'unico caricabatterie DC certificato per l'uso con la Nissan LEAF. La sua società madre ha anche sviluppato un caricabatterie bidirezionale trifase da 3 kW più potente che può essere utilizzato con piccoli veicoli elettrici commerciali.
7. Caricabatterie Autel MaxiCharger V2X
Autel Energy è un'azienda statunitense fondata nel 2004, specializzata in servizi e prodotti intelligenti per il settore automobilistico . Nel corso degli anni, l'azienda si è dedicata allo sviluppo di caricabatterie per veicoli elettrici di alta qualità per uso domestico, soluzioni di ricarica commerciali e una gamma di caricabatterie rapidi a corrente continua.
Autel MaxiCharger V2X è un caricabatterie bidirezionale ad alta potenza da 12 kW che offre sia funzioni V2H che V2G o veicolo-a-tutto, da cui il termine V2X. Sarà disponibile con CHAdeMO o CCS1 e offre un'ampia gamma di opzioni di comunicazione, tra cui Ethernet, CAN, WiFi, Bluetooth, protocollo di comunicazione OCPP 1.6J e RS485. In particolare, la sua versione CCS1 funziona con un intervallo di tensione CC variabile da 150 a 950 V CC. Ciò significa che sarà compatibile con le piattaforme dei veicoli dotate di alta tensione più recente. La data di rilascio ufficiale e il prezzo sono ancora sconosciuti.
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8. Caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici Enphase
Enphase Energy è un'azienda leader a livello mondiale nella produzione di microinverter solari, fondata nel 2006. Il caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici di Enphase si basa sulla tecnologia dei microinverter IQ8 , che abilita la funzionalità sia V2H che V2G. Questa caratteristica lo rende davvero unico. I microinverter IQ8 sono infatti microinverter bidirezionali in grado di funzionare sia in modalità off-grid che on-grid.
Questo caricabatterie è ideale per costruire un caricabatterie bidirezionale. Inoltre, consente anche un'integrazione fluida nell'ecosistema energetico domestico Enphase. Il caricabatterie bidirezionale è molto simile al sistema di batterie Enphase Encharge, tuttavia, nel caso del caricabatterie EV, la batteria è all'interno del veicolo.
Enphase non ha ancora rilasciato le specifiche complete di questo caricabatterie. Sulla base delle informazioni limitate disponibili, il caricabatterie sembra abbastanza simile al sistema di batterie Encharge 10. Verrà rilasciato molto probabilmente nel 2024.
9. Stazione di ricarica Ford Pro
La Charge Station Pro è un caricabatterie per veicoli elettrici esclusivo di Ford. Ha una potenza nominale massima di 19.2 kW (240 V) o 80 Ampere. È stata lanciata insieme al nuovo pickup elettrico Ford F-150 Lightning verso la metà del 2022. Ford ha collaborato con Siemens eMobility per sviluppare questo caricabatterie . Permetterà all'F-150 EV di alimentare un'abitazione e, se installato insieme al sistema di integrazione domestica, fornirà fino a 9.6 kW di potenza per abilitare l'alimentazione di backup intelligente.
Non è ancora chiaro come funzionerà questo caricabatterie per quanto riguarda la conversione di potenza. Tuttavia, sembra che il caricabatterie possa funzionare come un sistema bidirezionale CA utilizzando il caricabatterie interno EV per la conversione di potenza bidirezionale o un caricabatterie CA normale utilizzando il connettore J1172 standard statunitense (spina J). Pertanto, questo caricabatterie non ha un inverter integrato come gli altri caricabatterie menzionati in questo elenco.
Il prezzo ufficiale della Ford Charge Station Pro è di circa 1310 $ più l'installazione. Tuttavia, il prezzo del Ford Home integration System non è ancora disponibile.
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Come puoi trarre vantaggio dalla ricarica bidirezionale?
Ci sono tre vantaggi principali della ricarica bidirezionale:
1. Guadagna
La tecnologia V2G ti permette di guadagnare fornendo servizi alla rete elettrica . Il tuo fornitore di energia scaricherà la tua batteria quando la domanda è elevata e la ricaricherà quando è bassa. A seconda della durata e del tipo di servizio fornito, riceverai un compenso concordato.
2. Risparmiare
È un dato di fatto che i costi correnti di possesso di un'auto elettrica siano notevolmente inferiori rispetto a quelli di un'auto a benzina. Ciò è dovuto ai minori costi di assistenza, manutenzione e carburante.
Grazie alla ricarica bidirezionale, avrai la possibilità di ridurre il consumo di elettricità inviando energia dalla batteria dell'auto a casa (V2H) . Per ridurre la bolletta elettrica, puoi utilizzare la funzione di spostamento del carico, proprio come con le batterie stazionarie.
Lo spostamento del carico ridurrà la bolletta elettrica caricando e scaricando quando l'energia è costosa e caricando quando è economica. Lo svantaggio principale dell'utilizzo di un V2H è che dovrai sempre essere collegato alla wallbox di ricarica bidirezionale compatibile.
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3. Indipendenza energetica
Uno dei principali vantaggi della ricarica bidirezionale è la riduzione o l'eliminazione della dipendenza dall'elettricità di rete . Tuttavia, è improbabile che la ricarica bidirezionale permetta di essere completamente indipendenti dalla rete elettrica. Ridurrà però significativamente il consumo di energia prelevata dalla rete.
La ricarica bidirezionale comporterà un maggiore degrado dei veicoli elettrici?
Analogamente alla batteria del tuo telefono, ogni volta che un veicolo elettrico utilizza energia, si verifica un degrado quasi impercettibile . Oltre alla guida quotidiana, se utilizzi l'auto anche come sistema di accumulo di energia, aumenterà il numero di cicli (una carica e una scarica complete). Teoricamente, questo aumenterà il degrado della batteria.
Ci sono alcune prove che suggeriscono che, rispetto alla guida, la scarica bidirezionale è meno impegnativa per la batteria. La volatilità e l'intensità della potenza derivante dalla guida producono più calore rispetto al carico costante inferiore derivante dall'uso bidirezionale.
Con questo articolo hai imparato tutti i punti cruciali sulla ricarica bidirezionale, i suoi vantaggi e, cosa più importante, il confronto tra la ricarica bidirezionale V2G, V2H e V2L.
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