EVs com carregamento bidirecional ou carregamento bidirecional podem ser usados para realimentar a rede elétrica, abastecer uma casa e, em caso de emergência ou apagão, podem até fornecer energia de reserva. Carregadores bidirecionais permitem que EVs armazenem energia solar ou eletricidade barata fora do pico para reduzir os custos de eletricidade doméstica. Sempre que você estiver falando sobre carregamento bidirecional, o conceito de carregamento bidirecional V2G vs V2H vs V2L nunca é esquecido. Vamos aprender sobre isso e coisas como o que é um carregador bidirecional V2G, o que é um carregador bidirecional V2H, etc. neste blog.
O que é carregamento bidirecional e como ele funciona?
Essencialmente, o carregamento bidirecional de veículos elétricos é o carregamento que ocorre em duas direções (ida e volta) . Nesse tipo de carregamento, a energia flui da rede elétrica para o carro, pode ser usada para alimentar outros dispositivos ou pode ser enviada de volta para a rede.
Assim como uma energia portátil que é usada para carregar seus dispositivos eletrônicos pessoais, seu carro também pode ser usado da mesma forma. No caso de EVs, eles podem carregar dispositivos muito maiores, como sua casa, uma churrasqueira ou até mesmo a rede elétrica.
Carregamento bidirecional é um termo abrangente que abrange vários casos de uso. Os casos de uso mais comuns são V2G, V2H e V2L. Agora, vamos dar uma olhada no Carregamento Bidirecional V2G vs V2H vs V2L.
O que é carregamento bidirecional V2G, V2H e V2L?
Ao falar sobre carregamento bidirecional, o conceito de V2G, V2H e V2L é muito falado. Há uma grande diferença entre carregamento bidirecional V2G vs V2H vs V2L-
- V2G (Veículo para Rede)- Neste programa, o VE exporta energia para a rede elétrica para sustentá-lo.
- V2L (Veículo para Carga)- Nesse tipo de arranjo, um VE pode ser usado para carregar outros VEs ou alimentar outros aparelhos.
- V2H (Veículo para Casa)- Aqui, a energia elétrica é usada para abastecer uma empresa ou residência.
O que é um carregador bidirecional V2G ou carregamento bidirecional V2G?
Na tecnologia V2G (Vehicle-to-Grid), uma pequena porção da energia armazenada na bateria do veículo elétrico é exportada de volta para a rede elétrica quando necessário. Isso depende do contrato de serviço. Um carregador bidirecional com um veículo elétrico compatível é necessário para participar do programa V2G.
Os proprietários de EV que optam por este programa também recebem incentivos financeiros. Eles recebem créditos ou seus custos de eletricidade são reduzidos. EVs habilitados com V2G também podem ajudar seus proprietários a participar de um programa VPP (usina de energia virtual). Ele fornece energia durante os horários de pico de demanda e também melhora a estabilidade da rede.
Atualmente, apenas um punhado de EVs tem capacidade de carregamento V2G e DC bidirecional. Alguns dos EVs que suportam V2G incluem os híbridos plug-in Mitsubishi Outlander ou Eclipse e o modelo posterior Nissan Leaf (ZE1). Com isso, você deve ter entendido o que é um carregador bidirecional V2G ou carregamento bidirecional V2G.
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Qual é o problema com o carregamento bidirecional V2G?
Um dos principais problemas da tecnologia V2G é a falta de conectores e protocolos padronizados para carregamento bidirecional . Além disso, existem desafios regulatórios.
Os padrões de veículo para rede são complexos e difíceis, pois envolvem a regulamentação dos requisitos de segurança, energia e eletricidade ao descarregar energia na rede. Para equipamentos de sistema de carregamento de VE bidirecional, o UL9741 é um padrão de segurança proposto que ainda está em desenvolvimento. Ele é construído em torno do UL1741 (padrão de segurança) e do padrão IEEE1547 para interconexão de DER (recursos de energia distribuída) com sistemas de energia elétrica.
Hoje em dia, a maioria dos EVs tem portas de carga CCS CC padrão. Atualmente, o Ford F-150 Lightning EV é o único EV que usa uma porta CCS para carregamento bidirecional. No futuro, no entanto, mais EVs com portas de conexão CCS estarão disponíveis com capacidades V2G e V2H. Agora, vamos ver o que é um carregador bidirecional V2H.
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O que é um carregador bidirecional V2H ou carregamento bidirecional V2H?
O sistema V2H (Vehicle-to-Home) é bastante semelhante ao V2G (Vehicle-to-Grid). No entanto, neste sistema, a energia não é enviada para a rede elétrica, mas sim utilizada localmente para alimentar uma residência. Isso permite que o veículo elétrico funcione como um sistema de baterias doméstico convencional e também contribui para aumentar a autossuficiência, especialmente quando combinado com painéis solares fotovoltaicos instalados no telhado. Mas o benefício mais notável do V2H é sua capacidade de fornecer energia de reserva durante um apagão.
Para funcionar corretamente, o V2H precisa de um carregador bidirecional compatível e de alguns equipamentos adicionais, como um medidor de energia (medidor CT). O medidor CT é usado para monitorar o fluxo de energia de e para a rede elétrica. É por isso que o medidor deve ser instalado no ponto de conexão principal da rede. Quando o sistema detecta a quantidade de energia da rede consumida pela sua casa, ele sinaliza o carregador bidirecional para veículos elétricos para descarregar uma quantidade equivalente. Ele compensa qualquer energia consumida da rede. Da mesma forma, sempre que este sistema detecta energia sendo exportada de um sistema de energia solar fotovoltaica no telhado, ele direciona essa energia para carregar o veículo elétrico. Isso é bastante semelhante ao funcionamento dos carregadores inteligentes para veículos elétricos.
Para sancionar energia de reserva em caso de emergência ou blecaute, o sistema V2H precisa ser capaz de detectar a queda da rede, bem como isolá-la da rede usando um contator automático (interruptor). Isso é conhecido como ilhamento.
Atualmente, apenas alguns EVs têm tecnologia V2H. Esses EVs incluem o Mitsubishi Outlander PHEV e o modelo posterior Nissan Leaf. Ambos os EVs usam o conector CHAdeMO de estilo antigo. O novo Ford F-150 Lightning EV é bastante único, pois pode usar um conector CCS por meio de um carregador bidirecional no veículo para operar no modo V2H. No entanto, há um porém: este modelo EV só pode funcionar quando usado com o Ford Charge Station Pro junto com o Ford Home Integration System. Isso fez você entender o que é um carregador bidirecional V2H. Agora, você também deve estar curioso para saber o que é um carregamento V2L e o que é V2L bidirecional.
O que é um carregamento V2L? O V2L é bidirecional?
A tecnologia V2L, ou Veículo para Carga, não requer um carregador bidirecional para funcionar e, portanto, é muito mais simples do que as outras duas tecnologias discutidas acima. Às vezes, também é chamada de VTOL.
Os veículos com V2L vêm com um carregador bidirecional integrado e tomadas de energia CA padrão , que podem ser usadas para conectar qualquer eletrodoméstico CA comum. Para fornecer energia por meio de um cabo, alguns veículos também utilizam um adaptador V2L especial e a porta de carregamento do veículo elétrico. Em caso de emergência, extensões elétricas podem ser conectadas do veículo à residência para alimentar equipamentos essenciais, como computadores, geladeiras, iluminação e até mesmo eletrodomésticos de cozinha.
Por meio de quatro tomadas de energia CA de 2.4 kW para um total de 9.6 kW de energia, o novo Ford F-150 Lightning tem capacidade V2L. Outros veículos que têm tecnologia V2L são o Kia EV6 e o novo Hyundai IONIQ 5. Esses carros têm tomadas de energia CA externas e internas. Isso deve ter respondido o que é um carregamento V2L e se é bidirecional V2L.
V2L para energia de backup e off-grid
Embora veículos com V2L possam ser bastante úteis para alimentação de reserva usando extensões para alimentar aparelhos selecionados, você também pode conectar a fonte V2L diretamente a um quadro de distribuição de reserva ou mesmo ao quadro de distribuição principal usando uma chave de transferência ou comutador CA específico.
Para reduzir ou até mesmo eliminar a necessidade de um gerador de backup, um veículo com V2L também pode ser assimilado a um sistema de energia solar off-grid. A maioria dos sistemas de energia solar off-grid tem um carregador inversor bidirecional. Tecnicamente, este carregador é capaz de usar energia de qualquer fonte CA, incluindo um veículo com V2L. No entanto, para fazer isso com segurança, o inversor precisaria ser instalado e configurado por um especialista em energia solar ou eletricista qualificado. Isso deve ter ajudado você a entender o carregamento bidirecional V2G vs V2H vs V2L.
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Quais são os 9 melhores carregadores bidirecionais do mercado?
Um carregador EV avançado capaz de carregar em duas vias é chamado de carregador bidirecional. Parece simples, mas é um processo de conversão de energia bastante complexo de corrente alternada (CA) para corrente contínua (CC). Isso é o oposto dos seus carregadores EV unidirecionais comuns que usam CA para carregar.
Carregadores bidirecionais não são como os carregadores EV usuais e operam de forma semelhante aos inversores. Eles convertem CA em CC durante o carregamento e, em seguida, revertem durante a descarga. No entanto, esses carregadores são apenas para veículos compatíveis com carregamento CC bidirecional. Os melhores carregadores bidirecionais do mercado são os seguintes:
1. Caixa de parede Quasar
O Wallbox Quasar é um carregador bidirecional, o menor da sua categoria. É, na verdade, o primeiro carregador para veículos elétricos projetado para uso doméstico. Ele oferece recursos avançados de carregamento CC bidirecional.
Este carregador tem uma potência máxima de 32A ou 7.4kW. No entanto, você deve observar que ele só é compatível com veículos que tenham um conector veicular CHAdeMO DC. Atualmente, ele só pode ser usado com o híbrido plug-in Mitsubishi Outlander e o Nissan Leaf EV de última geração. O Wallbox Quasar pode custar algo em torno de US$ 4500 a US$ 8000 (dependendo dos impostos locais e do país).
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2. Tecnologias de retificador Highbury
A Rectifier Technologies é uma fabricante australiana de equipamentos de conversão de energia. É a segunda empresa no mundo a desenvolver um carregador residencial compacto bidirecional. Embora o carregador CC bidirecional Highbury ainda não esteja no mercado, ele já promete 96% de eficiência e apresenta um design moderno e compacto. A empresa afirma que este será o carregador CC bidirecional mais fino do mundo. Ele terá uma versão padrão de 7 kW, uma versão de alta potência de 11 kW (46 A) e estará disponível em dois tamanhos.
Inicialmente, via V2G, ele permitirá que os proprietários de EV vendam o excesso de energia para a rede. No entanto, funcionalidades adicionais como V2H (Vehicle-to-Home) estarão disponíveis em um estágio posterior. Ele será compatível com veículos elétricos compatíveis com CSS ou CHAdeMO. Seu preço também ainda não está disponível.
3. Caixa de parede Quasar 2
Recentemente, a Wallbox anunciou a segunda geração do Quasar 2. Este novo carregador bidirecional de corrente contínua foi projetado do zero . Agora, ele oferece até 48A ou 11.5kW de potência de descarga ou carga. Seu design também é completamente diferente do modelo anterior. O modelo anterior tinha um visual pouco convencional, sem tela. No entanto, o novo Quasar 2 vem com um modo de emergência que permite que um veículo compatível forneça energia para residências em caso de queda de energia.
A Wallbox afirma que este carregador pode fazer a transição suave da sua casa do fornecimento da rede para o fornecimento do veículo. Isso significa que ele funciona em ordem com um isolador de rede externo (contratado) que é necessário para isolar com segurança sua casa da rede. Sua especificação completa ainda não foi divulgada e, portanto, seu preço também ainda não está disponível. Embora, o site da empresa indique que este carregador conterá uma vasta gama de opções de comunicação, incluindo Bluetooth, WiFi, Ethernet e até 3G/4G.
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4. Emporia V2X bidirecionalcarregador pessoal
A Emporia é uma pequena empresa sediada no Colorado que desenvolveu o carregador bidirecional doméstico V2X . Este carregador é bastante impressionante, pois possui um inversor CA/CC integrado baseado em carboneto de silício (projetado pela BREK Electronics). Ele tem uma potência máxima de 11.52 kW ou 48 A. Pode ser integrado ao sistema de gerenciamento de energia residencial Emporia Vue e é compatível com o conector CSS Tipo 1 para automatizar suas necessidades de armazenamento e consumo de energia. Sua característica mais notável é o suporte para operação isolada da rede elétrica. Ele funcionará em modo isolado com a adição de um dispositivo de isolamento de rede compatível (contator).
Seu preço é em torno de US$ 1500 e, portanto, é um dos carregadores bidirecionais universais mais acessíveis. Este produto, no entanto, ainda está em fase de design e será lançado em algum momento de 2023.
5. Carregador bidirecional Delta V2H
A Delta Electronics é uma empresa especializada em equipamentos de conversão de energia e eficiência energética, incluindo armazenamento de energia e energia solar. Esta empresa produz uma gama de carregadores bidirecionais para veículos elétricos, destinados a aplicações residenciais e comerciais.
O Delta V2H é um carregador bidirecional trifásico de veículo para casa (V3H) que está disponível em dois modelos classificados em 2kW ou 22kW. O carregador pode operar em modos off-grid (backup) e on-grid. No entanto, este carregador é atualmente compatível apenas com conectores de veículo CHAdeMO. Ele também oferece uma alta eficiência operacional de 11%. Uma versão monofásica de 95kW deste carregador também está em desenvolvimento, mas menos detalhes são conhecidos sobre ele até agora.
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6. Energia Fermata FE-15
O carregador bidirecional FE-15 é produzido pela Fermata Energy , uma empresa americana fundada em 2010. É um dos carregadores CC bidirecionais mais potentes disponíveis na América do Norte, com potência de carga e descarga de 15 kW. Atualmente, este carregador é compatível apenas com veículos que possuem conector CC CHAdeMO. Com base em suas especificações e design, este carregador de parede foi claramente projetado para durabilidade, segurança e alto desempenho.
Este carregador também é certificado pela UL9741. Atualmente, nos EUA, é o único carregador DC certificado para uso com o Nissan LEAF. Sua empresa controladora também desenvolveu um carregador bidirecional trifásico de 3 kW mais potente que pode ser usado com pequenos veículos elétricos comerciais.
7. Carregador Maxi Autel V2X
A Autel Energy é uma empresa sediada nos EUA, fundada em 2004. Ela se especializa em serviços e produtos automotivos inteligentes . Ao longo dos anos, a empresa tem se dedicado ao desenvolvimento de carregadores domésticos de alta qualidade para veículos elétricos, soluções de carregamento comercial para veículos elétricos e uma gama de carregadores rápidos de corrente contínua (CC).
Autel MaxiCharger V2X é um carregador bidirecional de 12 kW de alta potência que oferece funções V2H e V2G ou veículo para tudo, daí o termo V2X. Ele estará disponível com CHAdeMO ou CCS1 e oferece uma ampla gama de opções de comunicação, incluindo ethernet, CAN, WiFi, Bluetooth, protocolo de comunicação OCPP 1.6J e RS485. Mais notavelmente, sua versão CCS1 opera com uma faixa de tensão CC variável de 150 a 950 V CC. Isso significa que será compatível com plataformas de veículos com alta tensão mais recente. Sua data oficial de lançamento e preço ainda são desconhecidos.
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8. Carregador EV bidirecional Enphase
A Enphase Energy é uma fabricante líder mundial de microinversores solares, fundada em 2006. O carregador bidirecional para veículos elétricos da Enphase é baseado na tecnologia de microinversores IQ8 , que permite as funcionalidades V2H (velocidade para carregamento) e V2G (velocidade para carregamento). Essa característica o torna bastante singular. Os microinversores IQ8 são, na verdade, microinversores bidirecionais que podem operar tanto em sistemas isolados da rede elétrica quanto em sistemas conectados à rede.
Este carregador é ideal para construir um carregador bidirecional. Além disso, ele também permite uma integração suave no ecossistema de energia residencial da Enphase. O carregador bidirecional é bem parecido com o sistema de bateria Enphase Encharge, porém, no caso do carregador EV, a bateria fica dentro do veículo.
A Enphase ainda não divulgou as especificações completas deste carregador. Com base nas informações limitadas disponíveis sobre ele, o carregador parece bem similar ao sistema de bateria Encharge 10. Ele provavelmente será lançado em 2024.
9. Estação de carga Ford Pro
O Charge Station Pro é um carregador para veículos elétricos exclusivo da Ford. Ele tem uma potência máxima de 19.2 kW (240 V) ou 80 amperes. Foi lançado juntamente com a nova picape elétrica Ford F-150 Lightning por volta de meados de 2022. A Ford colaborou com a Siemens eMobility para desenvolver este carregador . Ele permitirá que a F-150 elétrica alimente uma residência e, quando instalado em conjunto com o Sistema de Integração Residencial, fornecerá até 9.6 kW de potência para permitir o fornecimento inteligente de energia de reserva.
Ainda não está claro como esse carregador funcionará em relação à conversão de energia. No entanto, parece que o carregador pode operar como um sistema bidirecional CA usando o carregador interno do EV para conversão de energia bidirecional ou um carregador CA regular usando o conector J1172 padrão dos EUA (plugue J). Portanto, este carregador não tem um inversor embutido como os outros carregadores mencionados nesta lista.
O preço oficial do Ford Charge Station Pro é de cerca de US$ 1310 mais instalação. No entanto, o preço do Ford Home Integration System ainda não está disponível.
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Como você pode se beneficiar do carregamento bidirecional?
Existem três principais benefícios do carregamento bidirecional:
1. Ganhe dinheiro
A tecnologia V2G permite que você ganhe dinheiro fornecendo serviços à rede elétrica . Seu fornecedor de energia descarregará sua bateria quando a demanda for alta e a carregará quando a demanda for baixa. Dependendo da duração e do tipo de serviço prestado, você receberá uma taxa acordada.
2. Economizar
É um dado adquirido que os custos contínuos de possuir um carro elétrico são visivelmente menores do que os de um carro a gasolina. Isso se deve aos menores custos de manutenção, serviço e combustível.
Com o carregamento bidirecional, você terá a opção de reduzir seu consumo de energia enviando energia da bateria do carro para sua casa (V2H) . Para diminuir sua conta de luz, você pode utilizar o deslocamento de carga, assim como acontece com baterias estacionárias.
A mudança de carga reduzirá sua conta de eletricidade ao carregar e descarregar quando a energia estiver cara e carregar quando estiver barata. A principal desvantagem de usar um V2H é que você sempre precisará estar conectado à caixa de carga bidirecional compatível.
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3. Independência energética
Uma das principais vantagens do carregamento bidirecional é eliminar ou reduzir a sua dependência da rede elétrica . No entanto, é bastante improvável que o carregamento bidirecional permita que você fique completamente fora da rede. Mas ele reduzirá significativamente a quantidade de energia da rede que você utiliza.
O carregamento bidirecional resultará em mais degradação dos veículos elétricos?
Assim como a bateria do seu celular, cada vez que um veículo elétrico usa energia, ocorre uma degradação quase imperceptível . Além da condução diária, se você também usa seu carro como armazenamento de energia, haverá um aumento no número de ciclos (uma carga e descarga completa). Teoricamente, isso aumentará a degradação da sua bateria.
Há algumas evidências que sugerem que, em comparação com a direção, a descarga bidirecional é menos exigente para a bateria. Mais calor é produzido pela volatilidade e intensidade de energia da direção em comparação com a menor carga constante do uso bidirecional.
Com isso, você aprendeu todos os pontos cruciais sobre carregamento bidirecional, seus benefícios e, o mais importante, a comparação entre carregamento bidirecional V2G, V2H e V2L.
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