כלי רכב חשמליים עם יכולות טעינה דו כיווניות יכולים לשמש להפעלת חשמל בתים, להזרמת אנרגיה לרשת החשמל, ואף לספק גיבוי חשמל במהלך הפסקות חשמל או מצבי חירום. כלי רכב חשמליים הם למעשה סוללות גדולות על גלגלים, כך שמטענים דו כיווניים מאפשרים לרכבים לאגור חשמל זול בשעות שפל, ובכך להפחית את עלויות החשמל של משק הבית. טכנולוגיה מתפתחת זו, המכונה "רכב לרשת" (V2G), טומנת בחובה פוטנציאל לחולל מהפכה באופן שבו רשת החשמל שלנו פועלת, כאשר עשרות אלפי כלי רכב חשמליים עשויים לספק חשמל בו זמנית בתקופות שיא הביקוש.
איך זה עובד?
מטען דו-כיווני הוא מטען מתקדם לרכב חשמלי (EV) המסוגל לטעון בשני הכיוונים. זה אולי נשמע פשוט יחסית, אבל זה כרוך בתהליך מורכב של המרת חשמל מזרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC), בניגוד למטען חשמלי חד-כיווני קונבנציונלי המשתמש ב-AC.
בניגוד למטענים סטנדרטיים לרכבים חשמליים, מטענים דו כיווניים פועלים בדומה לממירי חשמל, וממירים זרם חילופין לזרם ישר במהלך הטעינה ולהיפך במהלך הפריקה. עם זאת, מטענים דו כיווניים ניתנים לשימוש רק עם כלי רכב התואמים לטעינה דו כיוונית של זרם ישר. למרבה הצער, מספר כלי הרכב החשמליים המסוגלים כיום לטעינה דו כיוונית הוא קטן מאוד. מכיוון שמטענים דו כיווניים מורכבים הרבה יותר, הם גם יקרים משמעותית ממטענים רגילים לרכבים חשמליים, מכיוון שהם משתמשים באלקטרוניקה מתקדמת להמרת חשמל כדי לנהל את זרימת האנרגיה של הרכב.
לצורך אספקת חשמל לבתים, מטענים דו-כיווניים לרכבים חשמליים משלבים גם התקנים לניהול עומסים ולבידוד הבית מרשת החשמל במהלך הפסקות חשמל, תופעה המכונה אי-התנעה. עקרון הפעולה הבסיסי של מטען דו-כיווני לרכבים חשמליים דומה מאוד לזה של ממיר דו-כיווני, המשמש כמקור כוח גיבוי במערכות אחסון סוללות ביתיות.
מהי מטרת הטעינה הדו-כיוונית?
מטענים דו-כיווניים יכולים לשמש לשני יישומים שונים. הראשון והבולט ביותר הוא Vehicle-to-grid, או V2G, שנועד לספק או להזרים אנרגיה לרשת כאשר הביקוש גבוה. אם אלפי כלי רכב המצוידים ב-V2G מחוברים ומופעלים, יש לכך פוטנציאל לשנות באופן דרמטי את אופן האחסון והייצור של חשמל. לרכבים חשמליים יש סוללות גדולות וחזקות, כך שההספק הכולל של אלפי כלי רכב המצוידים ב-V2G יכול להיות עצום. שימו לב ש-V2X הוא מונח המשמש לתיאור שלוש הארכיטקטורות הנדונות להלן:
א. חיבור רכב לרשת או V2G – אנרגיה חשמלית לתמיכה ברשת.
II. אנרגיה מרכב לבית או V2H – אנרגיה חשמלית המשמשת להפעלת בתים או עסקים.
ג. רכב חשמלי (Vehicle-to-load) או V2L – ניתן להשתמש בכלי רכב חשמליים להפעלת מכשירי חשמל או לטעינת כלי רכב חשמליים אחרים.
השימוש השני של מטען דו-כיווני לרכב חשמלי הוא עבור מטען חשמלי מרכב לבית, או V2H. כפי שהשם מרמז, V2H מאפשר להשתמש ברכבים חשמליים כמערכת סוללות ביתית כדי לאגור אנרגיה סולארית עודפת ולהפעיל את הבית. לדוגמה, מערכת סוללות ביתית טיפוסית, כמו טסלה פאוורוול, בעלת קיבולת של 13.5 קוט"ש. לשם השוואה, לרכב חשמלי טיפוסי יש קיבולת של 65 קוט"ש, כמעט שווה ערך לחמישה טסלה פאוורוול. בשל קיבולת הסוללה הגדולה שלו, בשילוב עם אנרגיה סולארית על הגג, רכב חשמלי טעון במלואו יכול להפעיל משק בית ממוצע במשך מספר ימים או יותר.
1. חיבור רכב לרשת - V2G
רכב לרשת (V2G) מתייחס לנוהג של הזנת חלק קטן מהאנרגיה המאוחסנת מסוללת רכב חשמלי לרשת החשמל לפי דרישה. השתתפות בפרויקט V2G דורשת מטען DC דו-כיווני ורכב חשמלי תואם. קיימים תמריצים, כגון זיכויים או תעריפי חשמל מופחתים לבעלי רכב חשמלי. רכבים חשמליים המצוידים ב-V2G מאפשרים לבעלים גם להשתתף בתוכניות VPP (אספקת חשמל לרכב) כדי לשפר את יציבות הרשת ולספק חשמל בתקופות שיא הביקוש.
למרות ההייפ, אחד האתגרים של פריסת טכנולוגיית V2G הוא המכשולים הרגולטוריים והיעדר פרוטוקולי טעינה דו כיווניים סטנדרטיים ומחברים. מטענים דו כיווניים, כגון ממירים סולאריים, נחשבים לשיטת ייצור חשמל חלופית וחייבים לעמוד בכל תקני הבטיחות וההפסקות הרגולטוריות במקרה של תקלות ברשת. כדי להתגבר על מורכבויות אלו, חלק מיצרני הרכב, כמו פורד, פיתחו מערכות טעינה דו כיווניות AC פשוטות יותר הפועלות אך ורק עם רכבי פורד חשמליים כדי להפעיל בתים, במקום לספק חשמל לרשת.
2. רכב לבית - V2H
מערכת V2H (רכב לבית) דומה ל-V2G, אך אנרגיה משמשת באופן מקומי להפעלת הבית במקום להיות מוזנת לרשת החשמל. זה מאפשר לרכבים חשמליים לפעול כמו מערכת סוללות ביתית רגילה, מה שעוזר לשפר את העצמאות, במיוחד בשילוב עם אנרגיה סולארית על הגג. עם זאת, היתרון הבולט ביותר של V2H הוא יכולתו לספק גיבוי חשמל במהלך הפסקות חשמל.
כדי ש-V2H יפעל כראוי, נדרשים ממיר דו-כיווני תואם וציוד נוסף, כולל מד אנרגיה (עם שנאי זרם) המותקן בנקודת החיבור לרשת החשמל. שנאי הזרם מנטר את זרימת האנרגיה אל הרשת וממנה. כאשר המערכת מזהה שהבית צורך אנרגיה מהרשת, היא מאותתת למטען החשמלי הדו-כיווני לשחרר כמות שווה ערך של חשמל כדי לקזז כל חשמל הנצרך מהרשת. באופן דומה, כאשר המערכת מזהה פלט אנרגיה ממערך סולארי פוטו-וולטאי על הגג, היא מפנה אותה לטעינת הרכב החשמלי, בדומה למטען חשמלי חכם.
כדי לאפשר גיבוי חשמל במהלך הפסקות חשמל או מצבי חירום, מערכת V2H חייבת לזהות ניתוק חשמל מהרשת ולבודד את הבית ממנה. לאחר ניתוק החשמל, הממיר הדו-כיווני פועל למעשה כממיר מחוץ לרשת, המופעל על ידי סוללת הרכב החשמלי. נדרש ציוד בידוד נוסף של הרשת, כגון מגענים אוטומטיים (ATS), כדי לאפשר פעולת גיבוי, בדיוק כמו הממירים ההיברידיים המשמשים במערכות תאים סולאריים.
3. רכב להעמסה - V2L
טכנולוגיית Vehicle-to-Load (V2L) פשוטה הרבה יותר משום שאינה דורשת מטען דו-כיווני. כלי רכב המצוידים ב-V2L מצוידים בממיר משולב המספק חשמל AC משקע סטנדרטי אחד או יותר ברכב, שניתן להשתמש בו לחיבור כל מכשיר ביתי רגיל. עם זאת, חלק מהרכבים משתמשים במתאם V2L מיוחד שמתחבר לשקע הטעינה של הרכב החשמלי כדי לספק חשמל AC. במקרה חירום, ניתן להאריך כבל מאריך מהרכב לבית כדי להפעיל עומסים בסיסיים כגון תאורה, מחשבים, מקררים ומכשירי בישול.
V2L משמש לאספקת חשמל מחוץ לרשת החשמל ולגיבוי חשמל
כלי רכב המצוידים ב-V2L יכולים להשתמש בכבלים מאריכים כדי לספק חשמל גיבוי להפעלת מכשירים חשמליים נבחרים. לחלופין, ניתן להשתמש במתג העברת AC ייעודי כדי לחבר את חשמל ה-V2L ישירות ללוח חלוקה גיבוי, או אפילו ללוח החלוקה הראשי.
ניתן לשלב כלי רכב המצוידים ב-V2L גם במערכות אנרגיה סולארית שאינן מחוברות לרשת החשמל כדי להפחית או אפילו לבטל את הצורך בגנרטור גיבוי. רוב מערכות האנרגיה הסולארית שאינן מחוברות לרשת החשמל כוללות ממיר דו-כיווני, אשר מבחינה טכנית יכול להשתמש בחשמל מכל מקור AC, כולל כלי רכב המצוידים ב-V2L. עם זאת, הדבר דורש התקנה ותצורה על ידי מומחה לאנרגיה סולארית או חשמלאי מוסמך כדי להבטיח פעולה בטוחה.
— הסוף—
כאן, הבינו את "הליבה" וה"נשמה" של ערימות טעינה
ניתוח מעמיק: כיצד פועלות ערימות טעינה AC/DC?
עדכונים חדשניים: טעינה איטית, טעינת-על, V2G…
תובנות בתעשייה: מגמות טכנולוגיות ופרשנות מדיניות
השתמשו במומחיות כדי להגן על הנסיעה הירוקה שלכם
בואו אחריי, ולעולם לא תלכו לאיבוד בכל הנוגע לטעינה!
זמן פרסום: 26 בנובמבר 2025
