فهرست مطالب
مقدمه
باتری خودروهای برقی منبع ذخیره انرژی الکتریکی هستند که علاوه بر به حرکت درآوردن خودرو، میتوانند بارهای الکتریکی کوچک را نیز تغذیه نمایند. این امر از طریق «فناوری شارژ دوطرفه» (Bidirectional Charging) میسر میباشد. چرا که در مواقع نیاز مانند خاموشی برق، میتوان از انرژی ذخیره شده در باتری خودروی برقی استفاده نمود. همچنین اگر کنتور برق منزل دوطرفه باشد، حتی از طریق فروش برق به شبکه سراسری برق نیز میتوان کسب درآمد نمود.
به خاطر عدم آلایندگی خودروهای برقی و تأکید بر تأمین انرژی مورد نیاز آنها از منابع تجدیدپذیر، معمولاً این فناوری را در ترکیب با منابع تأمین انرژی پاک مانند پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی بکار میگیرند.
اصول فناوری شارژ دوطرفه
جریان برق شهری از نوع متناوب یا همان AC میباشد که برای شارژ باتری خودرو، یکسوساز (Rectifier) آن را به جریان مستقیم یا همان DC تبدیل مینماید. در این حالت، شبکه برق سراسری به عنوان مولد، باتری خودرو مصرفکننده و شارژر واسط انتقال انرژی است. اما از طریق فناوری شارژ دوطرفه، یکسوساز نقش اینورتر را بر عهده میگیرد و جریان مستقیم را از باتری خودروی برقی دریافت میکند. سپس، جریان متناوب سینوسی با فرکانس استاندارد 50 هرتز شبکه برق ایران به بارهای الکتریکی یا حتی شبکه سراسری تحویل میدهد.
شکلهای 1 و 2 به ترتیب دیاگرام یکسوساز/اینورتر دوطرفه تکفاز و سهفاز را نشان میدهند :
شکل 1 – اینورتر/یکسوساز دوطرفه تکفاز
المانهایی که با حرف S نمایش داده شدهاند، نیمههادیهای الکترونیک قدرت از نوع IGBT (مخفف Insulated Gate Bipolar Transistor) هستند. در حالت یکسوساز، با کنترل زاویه آتش IGBT میتوان به سطح ولتاژ DC مطلوب برای شارژ باتری خودروی برقی دست یافت. همچنین در حالت اینورتر، المانهای IGBT با تکنیک PWM (مخفف Pulse Width Modulation) میتوانند ولتاژ DC باتری خودرو را به ولتاژ AC با سطح و فرکانس استاندارد برق شهری تبدیل نمایند.
شکل 2 – اینورتر/یکسوساز دوطرفه سهفاز
انواع فناوری شارژ دوطرفه
انواع تکنولوژی شارژ دوطرفه به شرح زیر میباشد :
شارژ دوطرفه V2L
در نوع V2L (مخفف Vehicle-to-Load یا همان خودرو به بار) توان اینورتر داخل خودرو برای تغذیه بارهای کوچک مانند لپتاپ و متوسط مانند یخچال هنگام عدم دسترسی به برق مانند مسافرت و پیکنیک کافیست.
شکل 3 – فناوری شارژ دوطرفه نوع V2L (خودرو به بار)
شارژ دوطرفه V2H
نام این نوع مخفف Vehicle-to-Home (خودرو به خانه) است. اینورتر دارای فناوری V2H میتواند هنگام قطع برق (خاموشی) وسایل برقی خانه مسکونی مانند چراغهای روشنایی، یخچال، تلویزیون و غیره را روشن نماید. توجه کنید که در ورودی کنتور برق خانه، نصب کلید از نوع Changeover Switch لازم است تا از خروج انرژی الکتریکی به سمت شبکه سراسری جلوگیری نماید.
شکل 4 – فناوری شارژ دوطرفه نوع V2H (خودرو به خانه)
شارژ دوطرفه V2G
نام این نوع مخفف Vehicle-to-Grid (خودرو به شبکه برق سراسری) است. فناوری V2G علاوه بر قابلیت نوع V2H برای تأمین برق خانه، توانایی ارسال مازاد تولید انرژی الکتریکی به شبکه برق را نیز دارد. در صورتی که اینورتر خودروی شما دارای فناوری V2G و کنتور برق منزل نیز از نوع دوطرفه (قابلیت ثبت مصرف برق و تولید آن بر حسب کیلووات-ساعت) باشد، میتوانید از فروش برق به شبکه برق سراسری کسب درآمد نمایید.
لازم به ذکر است که تکنولوژی V2G در کنار پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی، ترکیبی کاملاً دوستدار محیطزیست و بدون آلایندگی از تولید، ذخیره و مصرف انرژی را بوجود میآورند.
شکل 5 – فناوری شارژ دوطرفه نوع V2G (خودرو به شبکه برق سراسری)
نتیجهگیری
باتری خودروهای الکتریکی منبع ذخیره انرژی هستند که علاوه بر نیروی محرکه خودرو، در مواقع لازم از طریق فناوری شارژ دوطرفه میتوانند تأمین انرژی لوازم برقی را نیز برعهده بگیرند. همچنین، از فروش برق مازاد بر نیاز مصرف خانه به شبکه برق سراسری، میتوان بهره مالی کسب نمود. به ویژه در حال حاضر که کشور ما گرفتار مشکل ناترازی انرژیست، میتوانیم به باتری خودروهای برقی به عنوان یک منبع بزرگ ذخیره انرژی الکتریکی نگاه کنیم. به این صورت که در مواقع کفایت تولید برق در شبکه، باتری خودروها شارژ میشوند. اما هنگام کمبود تولید، میتوان روی برگشت انرژی ذخیره شده در باتریها به شبکه حساب نمود.