AC/DC czyli ładowanie w tę i nazad
Aby osiągnąć neutralność klimatyczną do 2050 roku Unia Europejska ogranicza emisje CO2 pochodzącą z samochodów, ponieważ transport drogowy według niej odpowiada za jedną piątą emisji.
W czerwcu 2022 r. Parlament Europejski poparł propozycję Komisji Europejskiej dotyczącą zerowej emisji z nowych samochodów osobowych i dostawczych do 2035 roku. Oznacza to, że od 2035 r. w państwach członkowskich Unii Europejskiej będzie można rejestrować wyłącznie samochody z napędem elektrycznym lub wodorowym.
Ma to zapewnić, że do 2050 r. sektor transportu stanie się neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla.
Nowe przepisy nie znaczą, że do 2035 r. wszystkie samochody na drogach będą zeroemisyjne. Te przepisy nie obejmują istniejących samochodów. Ustawodawcy – łaskawcy pozwolą nam jeździć nimi do końca okresu eksploatacji. „Naszego lub ich” – parafrazując słowa F. Maurera.
Z ustawy cieszą się ekolodzy, aktywiści klimatyczni i cała reszta postępowej ludzkości uspokojona, że problem zmian klimatycznych udało się opanować. To że prąd potrzebny do naładowania baterii też trzeba wyprodukować jest tematem odrębnym, który uregulują inne przepisy.
Oczywiście całkowite koszty operacji poniosą ci, co zwykle i daj Boże, aby była to tylko kwestia finansów. Tak więc próbując dostosować się do życia w nowych warunkach, poszukajmy także „plusów dodatnich” całej sytuacji.
Do takich należy niewątpliwie zjawisko ładowania dwukierunkowego pojazdów elektrycznych.
Ładowanie dwubiegunowe – na czym polega?
Pojazdy te mogą stać się wielkimi akumulatorami na kółkach, które są w stanie dostarczyć odpowiednią dawkę energii do sieci w danym czasie. Ładowarka dwukierunkowa odbiera energię z akumulatora samochodu i przekazuje ją do domu lub innego budynku, a odbywa się to za pomocą konwertera przetwornika prądu stałego na zmienny.
Pojazdy nie będące używane, stojące przez większość czasu na parkingu nie potrzebują aż tyle energii. Dzięki zastosowaniu odpowiedniej infrastruktury takie samochody mogłyby dostarczać energię do sieci w czasie jej największego zapotrzebowania. Czyli po prostu elektryczne auta mogą ładować się w godzinach poza szczytem zapotrzebowania na energię, a oddawać ją wówczas, gdy stoją bezczynnie. W ten sposób zamieniają bezproduktywna bezczynność w pożyteczne działanie. Odpowiednia infrastruktura pozwoli stać się samochodom elektrycznym masowymi bankami energii, a w perspektywie ważnymi elementami stabilizującymi sieć.
Podczas takiego rodzaju ładowania prąd przepływa w dwóch kierunkach. Jeśli mamy do czynienia z ładowarkami jednokierunkowymi, prąd płynie z sieci elektrycznej do urządzenia ładowanego (pojazdu, telefonu, laptopa). W przypadku dwukierunkowego, zgodnie z nazwą, energia może płynąć w obie strony.
Podczas ładowania pojazdu elektrycznego, prąd zmienny jest konwertowany na stały (taki, który może być wykorzystywany przez pojazd elektryczny). Ta przemiana odbywa się dzięki specjalnemu przetwornikowi znajdującemu się w samochodzie bądź ładowarce. Jeśli chcielibyśmy wykorzystać energię zmagazynowaną w akumulatorze wcześniej naładowanego pojazdu, musielibyśmy ją z powrotem przekształcić na prąd zmienny.
Każda z ładowarek dwukierunkowych zawiera wewnętrzny konwerter, który obsługuje przemianę prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC). Konwertery dostępne w ładowarkach mogą także kontrolować ilość energii dostarczanej do akumulatora i z niego odbieranej.
Inteligentne ładowanie
Pojęcie “inteligentne ładowanie” oznacza każdy rodzaj ładowania pojazdów elektrycznych (jedno czy dwukierunkowego), w którym możemy sterować jego czasem i natężeniem za pomocą nie ręcznego włącznika/wyłącznika, ale korzystając z “inteligentnego” urządzenia, których coraz większa ilość znajduje się w naszym zasięgu.
Proces „inteligentnego ładowania” odbywa się dzięki połączeniom pomiędzy ładowarką a pojazdem. Dzięki takiemu rozwiązaniu samochody mogą być podłączone do sieci cały czas, ale nie muszą być ciągle ładowane.
Daje to możliwość właścicielom pojazdów bądź przedsiębiorstwu energetycznemu na uzyskanie informacji, kiedy ładowanie energii jest najbardziej efektywne z uwagi na zapotrzebowanie i koszty. Wówczas firmy mogą oferować preferencyjne stawki za ładowanie nocne. Pozwoli to uniknąć również sytuacji, kiedy większa część pojazdów elektrycznych jest ładowana w tym samym czasie, a to powoduje duże przeciążenia sieci energetycznej.
Taki sam system będzie miał miejsce w przypadku ładowarek dwukierunkowych V2H. Jeśli dodamy do tego fakt, że coraz więcej osób w domach posiada odnawialne źródła energii np. panele fotowoltaiczne, otrzymujemy bardzo logiczny, sprawny i oszczędny system energetyczny. Będzie on charakteryzował się zmienną ilością wytwarzanej energii, która jest zależna od pory roku, dnia, a w przypadku korzystania z odnawialnych źródeł energii także z warunków atmosferycznych.
Magazyny na kółkach
Akumulatory w pojazdach elektrycznych mogą stać się magazynami do przechwytywania nadmiaru energii pochodzącej z odnawialnych źródeł w momencie jej powstania. Czyli mogą być dobrym rozwiązaniem generalnego problemu, który występuje w przypadku korzystania z OZE – przechowywania wyprodukowanej energii, gdy „świeci i wieje” i korzystania z niej w dowolnym czasie
W okresach dużego zapotrzebowania bądź gdy produkcja energii odnawialnej jest wyjątkowo niska, magazynowana energia zostałaby udostępniona, w celu zbilansowania energetycznego w sieci domowej.
Już sam fakt ładowania samochodów elektrycznych w nocy, kiedy zapotrzebowanie na prąd jest mniejsze, a następnie wykorzystywanie tej energii to zasilania domu w dzień może w dużej mierze odciążyć sieć energetyczną w godzinach szczytu.
Magazynowanie energii w pojeździe jest bardzo pożytecznym rozwiązaniem, ale należy pamiętać, że obecnie stosowana technologia nie jest w stanie całkowicie zastąpić stacjonarnych magazynów energii. Jeśli przez większość dnia auto wykorzystywane jest jako środek lokomocji, nie może być wtedy podłączone pod stację ładowania.
„Mobilność elektryczna zbliżyła do siebie przemysł motoryzacyjny i sektor energetyczny. Według naszego projektu, akumulator w Audi e-tron mógłby – niezależnie od samochodu – zaopatrywać w energię dom jednorodzinny przez około tydzień. Patrząc w przyszłość, chcemy udostępnić ten potencjał i uczynić samochód elektryczny częścią transformacji energetycznej. Zakładamy, że wtedy auto stałoby się urządzeniem magazynującym energię” – mówi Martin Dehm, kierownik projektu technicznego w zakresie ładowania dwukierunkowego w Audi.
Wady też są
Niestety nie istnieje żaden system energetyczny zupełnie pozbawiony wad. Także ładownie dwukierunkowe posiada takowe, a do najbardziej znaczących należą:
- ograniczona liczba stacji ładowania Wallbox, co oznacza brak konkurencji w zakresie ceny i wyboru.
- wyższy koszt ładowarek EV niż standardowych
- w tej chwili przewagę ma się tylko podczas ładowania w domu lub dedykowaną ładowarką w pracy
- użytkowanie w taki sposób może spowodować nadmierne używanie akumulatorów samochodowych, przedwczesne starzenie się
- potencjalne problemy z bezpieczeństwem
Chociaż początkowy koszt sprzętu może być wysoki, jest to inwestycja, która pozwoli nam mieć większą kontrolę nad sposobem przechowywania i wykorzystywania energii. To dobra wiadomość dla naszej infrastruktury elektrycznej i dla właścicieli pojazdów.
