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2022-01-24 | 星期一

双向充电电动车将如何改变电网?

发表: 2021年12月02日

目前,大多數電動汽車的設計都是圍繞單向充電進行,即從電網獲取能量給電池充電,然後釋放出來只為汽車提供動力。(Fotolia)
目前,大多數電動汽車的設計都是圍繞單向充電進行,即從電網獲取能量給電池充電,然後釋放出來只為汽車提供動力。(Fotolia)

(大纪元记者楚方明多伦多报导) 双向充电(Bidirectional charging)是一项新兴技术,能让越来越多的电动汽车不仅能够储存能量以供驾驶,还可以为建筑物和更广泛的电网供电。可以在紧急情况下保持家庭和其它建筑的冰箱、电灯和互联网畅通,消除或减少大部份停电的影响。

双向充电也有可能使整个电网更环保、更高效,增加和更好地利用风能和太阳能。


甚么是双向充电?

目前,大多数电动汽车的设计都是围绕单向充电进行,即从电网获取能量给电池充电,然后释放出来只为汽车提供动力。

通过双向充电,汽车还可以从电池中释放电力,插入电源后将其反送到建筑物和电网中。


哪些车辆有这种能力?

据加拿大新斯科捨省电力公司(Nova Scotia Power)称,目前加拿大市场上只有日产聆风(Nissan Leaf)和三菱欧蓝德(Outlander)插电式混合动力汽车可以双向充电。

该公司正在进行试点,以测试将此类车辆集成到电网中。

但其它制造商表示,他们的汽车很快就会具备这一功能,包括福特(Ford)的F-150闪电(Lightning )皮卡和每辆基于MEB平台打造的大众电动车都将搭载双向充电功能。特斯拉也表示,其未来所有汽车都将搭载双向充电功能。

一些非消费类汽车,如魁北克狮子电动公司(Lion Electric)生产的校车,也支持双向充电。

据CBC报导,新斯科捨省电力公司商业业务副总裁戴维‧兰德里根(David Landrigan)预测,这最终将成为电动汽车的标准。


为甚么要双向充电?

这种技术最简单的用途,也是汽车制造商所推销的:在你最需要的时候使用备用能源。

福特汽车公司的张总工程师(Linda Zhang)在介绍F-150闪电时解释说:「这是你自己的发电厂,在停电期间,自动为你的房子供电3天。」

随着气候变化增加了极端天气的风险,而汽车能提供电能,这很方便,甚至可以拯救生命。


如何让车辆作为存储和备用电源?

最简单的情况根本不需要双向充电,即所谓的智能充电:汽车将在电网电力充足的时候充电,比如颳风或晴天,而不是在电力需求高的时候。

电力公司可以通过可变定价来鼓励这种做法,即在电力短缺时提高电价,在电力充足时降低电价。

通过双向充电,当车辆不使用时,它们可以将电力卖回给电网。当电力需求异常高的时候,比如在热浪来的时候,空调的耗电量可能会破记录,这可能会让所有人受益。

新斯科捨省社区学院的应用能源研究科学家韦恩‧格罗甚科(Wayne Groszko)说:「这将使电力公司不必再启动额外的发电机,甚至避免可能出现电力不足的情况。」格罗甚科正在与新斯科捨省电力公司合作开展试点项目。


有多少电力可用?

根据国际再生能源总署(IRENA)的数据,预计全球电动汽车的数量将从2018年的600万辆增长到2030年的1.6亿辆,到2050年将超过10亿辆。

这意味着,车轮上的这些电池将提供巨大的电力存储能力。

到2050年,10亿辆电动汽车可以提供40太瓦时(tWh)的存储能力,这是固定能源,如抽水蓄能和电网规模电池组,预计的9太瓦时存储能力的4倍多。


为甚么电动汽车尚未并入电网?

新斯科捨省电力公司副总裁兰德里根说,一个重要的原因是双向充电器还没有问世。在新斯科捨省电力公司的试点项目中,一些正在测试的芯片甚至还没有获得通用认证。他说:「它们很难掌握,还没有进入市场阶段。」

另一个原因是充电和放电会导致电池退化,降低其寿命。

加拿大国家研究委员会最近的一项研究发现,在实验条件下,一辆日产Leaf在进行充放电以帮助稳定电网时,电池寿命从10年减少到6年。这一过程虽能减少车主的电费,但只会减少10%,不足以弥补电池寿命的减少。

位于魁省 Saint-Jerome的狮子电动公司(Lion Electric)制造电动校车。该公司表示,校车在这种电网存储方面工作得很好,因为它们只在一天的一小段时间内使用。

研究人员预计,电池的改进、充放电条件的改善以及更好的补偿或激励可能会改变这一情况。


电动汽车并入电网前需要做甚么?

将电动汽车整合到电网中还有很多未知因素,没有人真正做到过。这包括编程充电,以确保在正确的时间有足够的电力,用于正确的目的——驾驶或电网。

在新斯科捨省电力公司的试点项目中,志愿者允许电力公司将他们的充电控制在特定的参数内,并报告是否造成任何中断。

新斯电力公司还感兴趣的是,它需要向客户提供甚么样的激励措施,比如特殊价格,以允许他们的电池部份由电力公司控制。

虽然双向充电的技术和法规都需要升级,但兰德里根认为,未来电动汽车将成为一个更环保、更可靠电网的组成部份。他说:「越来越多的人购买电动汽车併发挥其最大潜力,我们越是推动这一势头,我们所有的人就会越好。」

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