Kaksisuuntainen lataus: hyödynnä sähköautoasi energiavarastona

Kaksisuuntainen lataus on yksi sähköautoilun kiinnostavimmista innovaatioista. Tulevaisuudessa sähköauto ei välttämättä ole pelkästään kulkuväline, vaan myös energiavarasto, joka voi tukea kotia, sähköverkkoa ja uusiutuvan energian hyödyntämistä.

Ei siis ole ihme, että kaksisuuntainen lataus herättää paljon keskustelua sähköautoilijoiden, energiayhtiöiden ja teknologiasta kiinnostuneiden keskuudessa. Samalla aiheeseen liittyy runsaasti käsitteitä, lyhenteitä ja toisinaan myös ristiriitaista tietoa, mikä voi tehdä kokonaisuuden hahmottamisesta haastavaa.

Tässä oppaassa käymme läpi kaiken olennaisen kaksisuuntaisesta latauksesta: mitä se tarkoittaa käytännössä, miten se toimii, mitä hyötyjä se tarjoaa ja millaisia mahdollisuuksia se voi avata tulevaisuuden energiajärjestelmässä.

Kaksisuuntainen lataus tarkoittaa kaksisuuntaista virran kulkua: sähköverkosta ajoneuvoon ja ajoneuvosta takaisin sähköverkkoon. Sitä vastoin perinteistä latausmenetelmää, jossa sähkö virtaa vain verkosta ajoneuvoon, voitaisiin kutsua yksisuuntaiseksi lataukseksi.

Kuten eräässä aiemmassa blogikirjoituksessamme selitimme, sähköauton lataamisessa on paljolti kyse virran muuntamisesta vaihtovirrasta tasavirraksi.

Kun lataat sähköautoasi, verkosta tuleva vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi. Tämä muunnos tapahtuu joko itse laturissa, kuten DC-latausasemissa, tai ajoneuvossa, kun käytät AC-laturia. Ja jos haluat siirtää virran takaisin verkkoon, sen on käytävä läpi käänteinen muunnosprosessi, mikä ei ole mahdollista tavallisella laturilla.

Aurinkosähköjärjestelmän tuottama sähkö sen sijaan alkaa tasavirtana (DC). Teoriassa tasavirtalaturi voisi ladata akkua suoraan, ilman, että virtaa täytyy välissä muuntaa. Tämän mahdollistamiseen liittyvät kustannukset, kuten esimerkiksi noin 6000 euron hintainen kaksisuuntainen wallbox Quasar, ovat kuitenkin usein suuremmat kuin sen tarjoamat hyödyt.

Tavalliset vaihtovirtalaturit (AC) eivät pysty muuntamaan virtaa, kun taas sekä vaihtovirta- että tasavirtalaturit takaavat virran muuntamisen autoon sopivasta sähköstä (tasavirta) takaisin normaaliin kotisähköön (vaihtovirta). Näin voit ottaa auton akkuun varastoidun energian ja käyttää sitä kotisi virranlähteenä tai antaa osan siitä takaisin sähköverkkoon.

• Sähkön jälleenmyyntimahdollisuus: Asunnonomistajat, joilla on kaksisuuntainenlaturi, voivat mahdollisesti myydä ylimääräistä energiaa tulevaisuudessa paikallisille energialaitoksille, mikä hyödyttää monia käyttäjiä.

• Parempi energian kysynnän hallinta: Kaksisuuntaiset sähköautojen laturit auttavat tasapainottamaan paikallista energiantarvetta hyödyntämällä varastoitua autojen energiaa ja estävät näin virtapiikkien syntymisen ruuhka-aikoina.

Kaksisuuntaisella latauksella voit tehdä paljon, kuten jakaa virtaa kodinkoneillesi, myydä sen verkkoon tai vaikka ylläpitää eristyksissä olevaa porotilaa, kuten Hyundai teki. Tässä on kolme päätapaa, joilla voit hyödyntää kaksisuuntaista latausta:

Tähän mennessä tämä on kehittynein kaksisuuntaisen latauksen menetelmä. Sen avulla voit käyttää sähköauton akun sähköä vähän kuluttavien laitteiden lataamiseen. Kuvittele, että teet aamukupin herkullista cappuccinoa vain kytkemällä kahvinkeittimen suoraan ajoneuvoosi retkeilyn aikana. Jos haluat käyttää energiaa ajoneuvosta kaksisuuntaista latausta hyödyntäen, tarvitsee autosi normaalin Schuko-pistorasian, johon voit liittää sähkölaitteita liikkeellä ollessasi. Tai tarvitset adapterin autosi tyypin 2 latausporttia varten, kuten Hyundai tarjoaa IONIQ 5:lle ja IONIQ 6:lle. Sen suurin teho on vain 3,7 kW, mutta hiustenkuivaajan tai vedenkeittimen käynnistämiseen se riittää.

V2G:n avulla sähköajoneuvot voivat varastoida virtaa, kun kysyntä on vähäistä, ja lähettää sen akuistaan takaisin julkiseen sähköverkkoon ruuhka-aikoina. Ajattele ihmisiä, jotka palaavat kotiin koulusta ja töistä, käynnistävät ilmastointilaitteensa, sytyttävät valot ja ehkä sytyttävät tehosekoittimen virkistävän smoothien saamiseksi. Tämän lisäksi monet heistä alkavat ladata sähköautojaan. Tällöin käy helposti niin, että koko alueen sähköjärjestelmä kärsii suuresta kuormituksesta. 

Ratkaisu? Kun sähkön kysyntä on korkea, sähköautot voivat toimittaa sähköä verkkoon ja toimia hajautettuna energialähteenä. Sitä vastoin ruuhka-aikojen ulkopuolella ne voivat latautua. 

Kaksisuuntaisen latauksen tavoitteena on tässä tapauksessa edistää verkon vakautta ja vähentää lisävoimalaitosten tarvetta. Verkkoon palautettavan energian enimmäistehoa ei ole vielä määritetty, mutta yksi valmistajista, sun2wheel, tarjoaa ennakkotilauksia kaksisuuntaisille DC-latureille, joiden maksimiteho on 10 kW molempiin suuntiin. Kaksisuuntaiset AC-laturit tulevat hitaasti markkinoille ja sellaisen löytäminen on edelleen haasteellista.

V2H:n avulla sähköautosi voi syöttää sähköä akustaan kotiisi tai mihin tahansa muuhun rakennukseen. Kuten V2G, tämä prosessi sisältää DC-AC-muuntimen sähköauton laturissa. Erona on, että tässä tapauksessa energia syötetään tietyn rakennuksen sähköjärjestelmään. 

Näin ollen yksi käytännön käyttötarkoitus on energiankulutuksen optimointi asuinrakennuksissa. Voit esimerkiksi ladata sähköautosi yöllä, kun televisio, tehosekoitin ja pesukone nukkuvat päiväunet ja sähköntarve on alhainen. Sitten voit käyttää varastoitua energiaa oman kotisi virtalähteenä päivällä, jolloin sähkönkulutus on suurempi. Näin et ainoastaan edistä sähköverkon vakautta, vaan säästät myös rahaa sähkön hinnan vaihteluiden ansiosta.

Toinen mahdollisuus on yhdistää ylimääräinen aurinkosähköteho kaksisuuntaiseen laturiin. Näin voit tuottaa sähköä, varastoida sitä ajoneuvoosi ja saada verkko-operaattorilta bonuksen sähkön toimittamisesta kulutushuippujen aikana. Vaikka tämä on toistaiseksi teoreettinen käsite, sillä on lupaavia mahdollisuuksia tulevaisuudessa.

Joten tilanne on seuraava: Markkinoille tuodaan nyt joukko sähköautoja, joissa on laitteisto kaksisuuntaiseen lataukseen, mutta ilman asianmukaista ohjelmistoa tai kohtuuhintaisia latausasemia et valitettavasti saa siitä paljon irti.

Kuten huomaat, kaksisuuntaista latausta tukevien sähköautojen määrä sekä siihen soveltuvien laturien määrä on erittäin pieni ja... eikä se näytä kasvavan dramaattisesti. Miksi niin? Syitä on useita: 

• Oikeudelliset kysymykset vailla vastausta

Miten verkkoon takaisin syötettyä sähköä pitäisi verottaa? Loppujen lopuksi sähköauton omistaja voisi ladata autonsa työnantajansa toimistossa veroeduilla ja jopa ilmaiseksi, ja syöttää sen sitten takaisin verkkoon kotona rahaa vastaan. 

• Lyhentää auton akun käyttöikää

Ei ole niin, että energia lähtee autosi akusta ilman, että se huomaa mitään. Jatkuva lataaminen ja purkaminen vanhentaa akkua, mikä saattaa johtaa siihen, että se on vaihdettava nopeammin. Tämä tarkoittaisi huomattavaa määrää vältettävissä olevaa jätettä, koska akkua ei ainakaan tällä hetkellä voida täysin kierrättää tai käyttää uudelleen.

Lisäksi sähköauton akku on yksi ajoneuvon kalleimmista komponenteista. Kuka takaa akun käyttöiän kaksisuuntaisessa latauksessa ja mitä tapahtuu, jos akku on vaihdettava ennenaikaisesti? On vielä täysin epäselvää, kuka maksaa mahdollisesti välttämättömän varhaisen pariston vaihdon kustannukset tässä tapauksessa. Lankeaako se autonvalmistajalle, verkonhaltijalle, sähköntoimittajalle vai ajoneuvon omistajalle? Ennen kuin näihin epävarmuustekijöihin ei puututa, kaksisuuntaisen latauksen käytännön toteutukseen kohdistuu merkittäviä haasteita.

• Tavallinen älykäs laturi riittää

Monet sähköautojen omistajat ovat kiinnostuneita kaksisuuntaisesta latauksesta, koska se on kuin turvaverkko, joka varmistaa, että sähkökatkokset eivät yllätä heitä, samalla kun se myös mahdollistaa pienemmät sähkölaskut. On kuitenkin tärkeää huomata, että tämä lupaava tekniikka ei ole vielä valmis tarjoamaan näitä etuja.

Hyvä uutinen on kuitenkin, että jos sinulla on älykäs latausasema, joka ohjaa latausvirtaa verkon ylikuormituksen estämiseksi, monet kaksisuuntaisen latauksen ominaisuudet ovat tarpeettomia. 

• Kuulostaa teoriassa kannattavammalta kuin tosielämässä

Kun keskustellaan kaksisuuntaisesta latauksesta, useimmat ihmiset puhuvat verkon vakaudesta mainitsematta rahan ansaitsemista sillä. Lopussa tuntuu kuin huoneen keskellä olisi elefantti. No, kyllä, teoriassa voit hyötyä sähkön myymisestä takaisin verkkoon, kun se on kalliimpaa. Mutta ennen sitä sinun on ostettava kallis kaksisuuntainen laturi ja valittava sähköauto sen mukaan tukeeko se tämän tyyppistä latausta. Lisäksi auton akku on ehkä vaihdettava aikaisemmin kuin jos sitä ei olisi käytetty kaksisuuntaiseen lataukseen. Ja muistakaamme tärkein asia: mikään tästä ei ole vielä mahdollista, koska tämäntyyppiseen lataukseen tarvittavia komponentteja ei ole vielä täysin kehitetty.

Kaksisuuntaisen latauksen jännittävistä mahdollisuuksista huolimatta saatavilla on yksinkertaisempi ja välittömämpi ratkaisu: go-e laturimme. Se on älykäs latausasema, jossa on dynaaminen kuormanhallinta ja jonka avulla voi ladata autoasi myös pörssisähkön edullisimpien tuntien mukaan.

go-e-laturi, erityisesti yhdistettynä go-e Controlleriin tai muuhun yhteensopivaan energianhallintajärjestelmään (EMS), tarjoaa lukuisia käytännön etuja:

• Tehon luotettavuus: Dynaaminen kuormanhallinta varmistaa tasaisen virranjaon ja eliminoi sähkökatkokset.

• Kustannustehokkuus: Joustavat sähkötariffit, eli pörssisähkön mukaan lataaminen, auttavat vähentämään latauskustannuksia lataamalla autosi silloin, kun sähkö on halvimmillaan.

• Verkon vakaus: Kuormansiirto ja peak-shaving edistävät vakaampaa verkkoa. Lisäksi go-e laturin ja go-e Controllerin tai muun EMS: n avulla voit hyödyntää aurinkosähkön ylijäämällä latausta ja syöttää ylimääräistä aurinkoenergiaa sähköajoneuvosi akkuun.

• Parannettu käyttömukavuus: Voit helposti ohjata sekä go-e laturia sekä go-e Controlleria erillisen sovelluksen kautta. Lisäksi yhdistelmä tarjoaa automaattisen vaihekytkennän, energianvalvonnan ja rakennuksen virtavirtojen täyden hallinnan sujuvamman latauskokemuksen takaamiseksi.

Miksi kaksisuuntaisesta latauksesta puhutaan niin paljon? 

No, ongelma, jonka kaksisuuntainen lataus yrittää ratkaista, on tehon tasapainottaminen. Ja yksi sähköverkon suurista haasteista tällä hetkellä on sähköajoneuvojen massalataus, joka tapahtuu usein samanaikaisesti. Monet ihmiset tulevat töistä kotiin ja alkavat ladata autojaan. Näin ollen tämä aiheuttaa raskaan kuormituksen sähköverkolle.

Energiankulutus sähköajoneuvoa ladattaessa on suurempi kuin pesukoneiden, ilmastointilaitteiden tai muiden kodinkoneiden, joita useimmilla ihmisillä on kotona.

Älykkäät laturit, mukaan lukien go-e Charger Gemini ja Gemini flex, luottavat staattiseen kuormituksen tasapainotukseen pitääkseen asiat kurissa. Staattinen kuormanhallinta tarkoittaa ennalta määritettyjen rajojen asettamista laturin asetuksissa. Sinä tai sähköasentajasi voi esimerkiksi asettaa enimmäis virrankulutus-kynnykseksi esimerkiksi 10 kW. Tämä kannattaa ehdottomasti ottaa huomioon, kun lataat useammalla latausasemalla samanaikaisesti. Tällä tavalla tasapainotat kuorman yrittäen olla vetämättä enemmän kuin verkko voi tarjota kerralla.

Mutta todellinen taika tapahtuu, kun yhdistät go-e laturin go-e Controlleriin tai muuhun yhteensopivaan energianhallintajärjestelmään.