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2024-11-25 | 星期一

雙向充電電動車將如何改變電網?

發表: 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)

(大紀元記者楚方明多倫多報導) 雙向充電(Bidirectional charging)是一項新興技術,能讓越來越多的電動汽車不僅能夠儲存能量以供駕駛,還可以為建築物和更廣泛的電網供電。可以在緊急情況下保持家庭和其它建築的冰箱、電燈和互聯網暢通,消除或減少大部份停電的影響。

雙向充電也有可能使整個電網更環保、更高效,增加和更好地利用風能和太陽能。


甚麼是雙向充電?

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。

通過雙向充電,汽車還可以從電池中釋放電力,插入電源後將其反送到建築物和電網中。


哪些車輛有這種能力?

據加拿大新斯科捨省電力公司(Nova Scotia Power)稱,目前加拿大市場上只有日產聆風(Nissan Leaf)和三菱歐藍德(Outlander)插電式混合動力汽車可以雙向充電。

該公司正在進行試點,以測試將此類車輛集成到電網中。

但其它製造商表示,他們的汽車很快就會具備這一功能,包括福特(Ford)的F-150閃電(Lightning )皮卡和每輛基於MEB平台打造的大眾電動車都將搭載雙向充電功能。特斯拉也表示,其未來所有汽車都將搭載雙向充電功能。

一些非消費類汽車,如魁北克獅子電動公司(Lion Electric)生產的校車,也支持雙向充電。

據CBC報導,新斯科捨省電力公司商業業務副總裁戴維‧蘭德里根(David Landrigan)預測,這最終將成為電動汽車的標準。


為甚麼要雙向充電?

這種技術最簡單的用途,也是汽車製造商所推銷的:在你最需要的時候使用備用能源。

福特汽車公司的張總工程師(Linda Zhang)在介紹F-150閃電時解釋說:「這是你自己的發電廠,在停電期間,自動為你的房子供電3天。」

隨著氣候變化增加了極端天氣的風險,而汽車能提供電能,這很方便,甚至可以拯救生命。


如何讓車輛作為存儲和備用電源?

最簡單的情況根本不需要雙向充電,即所謂的智能充電:汽車將在電網電力充足的時候充電,比如颳風或晴天,而不是在電力需求高的時候。

電力公司可以通過可變定價來鼓勵這種做法,即在電力短缺時提高電價,在電力充足時降低電價。

通過雙向充電,當車輛不使用時,它們可以將電力賣回給電網。當電力需求異常高的時候,比如在熱浪來的時候,空調的耗電量可能會破記錄,這可能會讓所有人受益。

新斯科捨省社區學院的應用能源研究科學家韋恩‧格羅甚科(Wayne Groszko)說:「這將使電力公司不必再啟動額外的發電機,甚至避免可能出現電力不足的情況。」格羅甚科正在與新斯科捨省電力公司合作開展試點項目。


有多少電力可用?

根據國際再生能源總署(IRENA)的數據,預計全球電動汽車的數量將從2018年的600萬輛增長到2030年的1.6億輛,到2050年將超過10億輛。

這意味著,車輪上的這些電池將提供巨大的電力存儲能力。

到2050年,10億輛電動汽車可以提供40太瓦時(tWh)的存儲能力,這是固定能源,如抽水蓄能和電網規模電池組,預計的9太瓦時存儲能力的4倍多。


為甚麼電動汽車尚未並入電網?

新斯科捨省電力公司副總裁蘭德里根說,一個重要的原因是雙向充電器還沒有問世。在新斯科捨省電力公司的試點項目中,一些正在測試的芯片甚至還沒有獲得通用認證。他說:「它們很難掌握,還沒有進入市場階段。」

另一個原因是充電和放電會導致電池退化,降低其壽命。

加拿大國家研究委員會最近的一項研究發現,在實驗條件下,一輛日產Leaf在進行充放電以幫助穩定電網時,電池壽命從10年減少到6年。這一過程雖能減少車主的電費,但只會減少10%,不足以彌補電池壽命的減少。

位於魁省 Saint-Jerome的獅子電動公司(Lion Electric)製造電動校車。該公司表示,校車在這種電網存儲方面工作得很好,因為它們只在一天的一小段時間內使用。

研究人員預計,電池的改進、充放電條件的改善以及更好的補償或激勵可能會改變這一情況。


電動汽車並入電網前需要做甚麼?

將電動汽車整合到電網中還有很多未知因素,沒有人真正做到過。這包括編程充電,以確保在正確的時間有足夠的電力,用於正確的目的——駕駛或電網。

在新斯科捨省電力公司的試點項目中,志願者允許電力公司將他們的充電控制在特定的參數內,並報告是否造成任何中斷。

新斯電力公司還感興趣的是,它需要向客戶提供甚麼樣的激勵措施,比如特殊價格,以允許他們的電池部份由電力公司控制。

雖然雙向充電的技術和法規都需要升級,但蘭德里根認為,未來電動汽車將成為一個更環保、更可靠電網的組成部份。他說:「越來越多的人購買電動汽車併發揮其最大潛力,我們越是推動這一勢頭,我們所有的人就會越好。」

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