V2L là gì? V2L làm nguồn cấp điện dự phòng  kiến thức mới năm 2023

V2L là gì?

V2L – Vehicle-to-Load là một tính năng cho phép xe điện cung cấp nguồn điện xoay chiều thường xuyên cho các thiết bị hoặc tải như đèn chiếu sáng, máy tính xách tay hoặc thậm chí là tủ lạnh. Đây là một công nghệ tương đối đơn giản, trong đó EV sử dụng một biến tần tích hợp để cung cấp nguồn điện xoay chiều qua một hoặc nhiều ổ cắm 120V hoặc 240V; Không nên nhầm lẫn công nghệ này với công nghệ Xe nối lưới (V2G) yêu cầu bộ sạc hai chiều tiên tiến riêng biệt. Ổ cắm điện V2L có thể được sử dụng cho nguồn điện dự phòng khẩn cấp, giống như một máy phát điện dự phòng để chạy các thiết bị cơ bản. Điều thú vị là EVs với V2L thậm chí có thể được sử dụng để sạc các EV khác đã chạy bằng phẳng và bị mắc kẹt.

Mặc dù V2L hữu ích để cung cấp năng lượng khi đi du lịch hoặc nguồn điện dự phòng cơ bản ở nhà, công nghệ tương tự có thể cho phép các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới giảm đáng kể sự phụ thuộc vào máy phát điện diesel và xăng dự phòng. Ngoài ra, xe V2L có thể được tích hợp vào hệ thống năng lượng mặt trời hybrid (hòa lưới) để cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng và nguồn điện dự phòng khẩn cấp.

Khác biệt giữa V2L và V2G

Mọi người thường nhầm lẫn công nghệ V2L với sạc hai chiều V2G (Xe-lưới điện). Chúng không giống nhau và được sử dụng cho hai mục đích rất khác nhau. V2L đơn giản hơn nhiều và cho phép bất kỳ thiết bị gia dụng thông thường nào được cung cấp năng lượng cho xe điện. Mặt khác, V2G phức tạp hơn nhiều và có thể cấp nguồn trở lại vào lưới điện (hoặc mạch điện gia đình) bằng cách sử dụng bộ sạc hai chiều bên ngoài. Có thể lập luận rằng V2L tương tự vì nó sử dụng công nghệ dòng điện hai chiều bên trong xe để cung cấp nguồn điện xoay chiều. Tuy nhiên, xe có V2L chỉ có thể được sạc bằng bộ sạc EV thông thường và sẽ không hoạt động với bộ sạc hai chiều chuyên dụng chuyển nguồn DC điện áp cao đến và đi từ xe qua đầu nối DC. Tìm hiểu thêm trong  bài viết giải thích về bộ sạc EV hai chiều của chúng tôi  .

Công suất đầu ra V2L

Công suất đầu ra V2L được đo bằng Amps (A) hoặc Kilowatts (kW) và thường nằm trong khoảng từ 10A đến 15A (2,4kW đến 3,6kW). Hầu hết các nhà sản xuất xe điện đều liệt kê công suất tổng số kW có sẵn thông qua một hoặc nhiều ổ cắm AC. Để so sánh, đầu ra điện 240V tiêu chuẩn của hộ gia đình được đánh giá ở nức 10A, tương đương với 2,4kW (10A x 240V), vì vậy bất kỳ thiết bị nào được sử dụng trong ổ cắm gia đình thông thường đều phải hoạt động trên EV với V2L. Một số EV, chẳng hạn như Hyundai Ioniq 5 và Kia EV6, có xếp hạng công suất 3,6kW, tương đương với ổ cắm 15A. Ford F-150 lightning có chỉ số V2L cao nhất là 9,6kW thông qua bốn ổ cắm điện AC. Cũng cần nhấn mạnh rằng định mức công suất đầu ra là định mức tối đa hoặc cao nhất, vì vậy có thể có vấn đề khi sử dụng tải được đánh giá ở mức tối đa trong hơn một vài phút. Theo cách tương tự, các máy phát điện dự phòng hiện đại không nên chạy ở mức giới hạn,

Danh Sách Xe Điện Có V2L

Phương tiện giao thông	Người mẫu	Đánh giá công suất V2L	Điện xoay chiều	Không có ổ cắm AC	Có sẵn
	Hyundai Ioniq 5	3,6 kw	240V	1 bên trong 1 bên ngoài	Hiện nay
	KIA EV6	3,6 kw	240V	1 bên trong 1 bên ngoài	Hiện nay
	BYD Atto 3	3,3 kW TBC	240V	1 bên ngoài	Tháng 8 năm 2022
	BYD Han EV	3,3 kW TBC	120V / 240V	1 bên ngoài	Tháng 10 năm 2022
	Ford F-150 Lightning	9,6 kw	120V / 240V	4 bên ngoài (bồn tắm)	Tháng 7 năm 2022
	MG ZS EV (2022)	2,2 kW TBC	240V	1 bên ngoài	Tháng 10 năm 2022
	Mô hình VW ID	(TBC)	240V	(TBC)	Cuối năm 2022

Lưu ý: Không phải tất cả các phương tiện được liệt kê đều có sẵn ở tất cả các quốc gia hoặc khu vực.

Phụ tải và thời gian chạy với V2L

Khoảng thời gian EV có thể cấp nguồn cho tải phụ thuộc vào kích thước của tải (W) và mức pin EV hoặc trạng thái sạc (SoC). EV trung bình có dung lượng pin là 65kWh, lớn hơn nhiều so với pin gia dụng 10kWh thông thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời. Dung lượng pin EV lớn cho phép xe được sạc đầy để dễ dàng cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng thông thường trong vài ngày cùng một lúc. Ví dụ, về mặt kỹ thuật, pin 65kWh có thể cung cấp năng lượng cho tải 1000W (1,0kW) trong gần 60 giờ, cho phép giảm tổn thất chuyển đổi nhỏ trong biến tần. Nếu tải rất thấp, chẳng hạn như máy tính xách tay (60W) và tủ lạnh (140W), chỉ tiêu thụ ít hơn 200W kết hợp, một pin EV trung bình có thể cung cấp năng lượng cho các tải trong gần hai tuần trước khi hoạt động bình thường.

Định mức tải của các thiết bị thông thường (W = Watts):

• Đèn LED: 40 W
• Máy tính xách tay: 60 W
• TV LED: 120 W
• Tủ lạnh: 140 W
• Máy sưởi di động: 2200 W

Ví dụ: Cần bao nhiêu năng lượng để chạy tất cả các tải liệt kê ở trên trong 4 giờ?

1. Cộng các tải để tìm tổng công suất = 40 + 60 + 120 + 140 + 2200 = 2560W hoặc 2,56 kW
2. Nhân giá trị này với lượng thời gian chạy = 2,56 kW x 4 giờ = 10,24 kWh (kilowatt giờ)

Trong ví dụ này, điều này sẽ chỉ sử dụng khoảng 16% của pin EV 65kWh

Năng Lượng Mặt Trời Độc Lập Với V2L

Trước khi đi vào chi tiết về cách công nghệ V2L có thể được sử dụng kết hợp với hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới, trước tiên tôi cần giải thích một số nguyên tắc vận hành và thiết kế hệ thống không nối lưới cơ bản.

Là một nhà thiết kế hệ thống điện mặt trời độc lập (không nối lưới) có kinh nghiệm, một trong những yếu tố quan trọng mà chúng tôi cần xem xét là mức tiêu thụ năng lượng cao nhất (thường vào mùa hè) và số ngày tự chủ hoặc số ngày pin hệ thống có thể cung cấp điện khi thời tiết xấu. Tùy thuộc vào yêu cầu, thời gian tự chủ nói chung là từ 1 đến 2 ngày dựa trên kích thước của pin hệ thống ngoài lưới (tổng kWh) và kích thước hệ thống năng lượng mặt trời (kW).

 Tự chủ nhiều ngày hơn luôn được ưu tiên hơn, nhưng chi phí bổ sung của hệ thống pin lớn hơn có thể đáng kể và không thể chi trả được; do đó máy phát điện dự phòng gần như luôn luôn được yêu cầu trong thời gian thời tiết xấu kéo dài. Giá thành của một máy phát điện dự phòng 5kVA đến 10kVA đáng tin cậy là tương đối cao. Hơn nữa, nó có thể chỉ cần thiết cho ít hơn 1% trong năm, hoặc vài giờ một tuần vào mùa hè khi thời tiết xấu hoặc các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt.

Mặc dù rất cần thiết, nhưng một máy phát điện dự phòng thường có tỷ suất lợi nhuận đầu tư rất kém, chưa kể chi phí nhiên liệu tăng thêm, bảo trì và tất nhiên là cả khí thải. Đây là nơi mà một chiếc xe với V2L có thể rất hữu ích và có khả năng giảm nhu cầu về một máy phát điện dự phòng lớn. một máy phát điện dự phòng thường có lợi tức đầu tư rất kém, chưa kể chi phí nhiên liệu tăng thêm, bảo trì và tất nhiên là cả khí thải.

Đây là lúc mà một chiếc xe với V2L có thể rất hữu ích và có khả năng giảm nhu cầu về một máy phát điện dự phòng lớn. một máy phát điện dự phòng thường có lợi tức đầu tư rất kém, chưa kể chi phí nhiên liệu tăng thêm, bảo trì và tất nhiên là cả khí thải. Đây là nơi mà một chiếc xe với V2L có thể rất hữu ích và có khả năng giảm nhu cầu về một máy phát điện dự phòng lớn.

V2L như một máy phát điện dự phòng thay thế

Mặc dù điều này vẫn còn được chứng minh trong việc sử dụng thực tế, không có lý do gì về mặt kỹ thuật tại sao EV với V2L không thể giảm đáng kể hoặc thậm chí thay thế một máy phát điện dự phòng trong một số tình huống. Một ngôi nhà không nối lưới trung bình (hiệu quả) sử dụng 10 đến 15kWh mỗi ngày. Ngược lại, một EV trung bình có dung lượng pin là 65kWh, lớn hơn đáng kể so với dung lượng pin của hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới. Vì một chiếc xe điện có pin lớn như vậy, nó có thể được sử dụng như một bộ đệm để hấp thụ năng lượng mặt trời dư thừa và cung cấp năng lượng dự phòng. Tuy nhiên, điều này có thể đạt được hay không phụ thuộc vào hai biến số quan trọng:

1. Thứ nhất, xe có V2L nói chung phải có đủ dung lượng pin cho mục đích sử dụng điện dự phòng. Nếu EV được sử dụng thường xuyên để di chuyển quãng đường dài, nó có thể không có đủ công suất để sử dụng làm nguồn điện dự phòng. Mặt khác, nếu EV được sử dụng cho các chuyến đi ngắn hơn và đỗ ở nhà trong ngày, thì nó có thể được sử dụng cho nguồn điện dự phòng trong tình huống không nối lưới hoặc nối lưới. Xem xét một người bình thường lái xe dưới 50km mỗi ngày (10kWh) và một chiếc xe điện thông thường có phạm vi 350km (65kWh), thì một phần dung lượng pin có thể dễ dàng được sử dụng để cung cấp năng lượng dự phòng cho xe ở nhà vào buổi tối.
2. Nếu hệ thóng năng lượng mặt trời không cung cấp đủ năng lượng để sạc pin gia đình và pin EV, nó không thể được sử dụng làm nguồn điện dự phòng (tất nhiên, trừ khi EV có thể được sạc từ nguồn điện lưới gần đó). Ở nhiều nơi, thời gian ban ngày mùa đông ngắn, thường có thể khó sạc hệ thống pin ngoài lưới do một số yếu tố, bao gồm bóng râm quá nhiều, tuyết phủ và thời tiết xấu. Trong tình huống này, việc tăng kích thước của mảng năng lượng mặt trời sẽ là rất quan trọng để đảm bảo đủ năng lượng được tạo ra để sử dụng trong gia đình và sạc điện cho xe điện.

Giải thích về bộ sạc biến tần hai chiều

Trước khi đi vào chi tiết về kết nối của V2L với hệ thống điện tĩnh không nối lưới, điều quan trọng là phải giải thích nguyên tắc hoạt động của bộ sạc biến tần. Hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới hiện đại được xây dựng xung quanh bộ sạc biến tần hai chiều, là trái tim và bộ não của hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới. Các bộ sạc biến tần này là hai chiều trong đó chúng có thể quản lý dòng điện theo hai hướng ở cả phía tải (đầu ra) và phía nguồn AC (đầu vào). Bộ sạc biến tần cung cấp năng lượng cho tải (AC) từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm năng lượng mặt trời kết hợp AC, pin hoặc nguồn điện bên ngoài như máy phát điện dự phòng. Nó có thể gây ngạc nhiên đối với một số người, nhưng do khả năng hai chiều, nhiều bộ sạc biến tần không nối lưới có thể cũng hoạt động như một hệ thống lưu trữ năng lượng nối lưới, thường được gọi là hệ thống năng lượng mặt trời Hybrid.

Giống như các bộ biến tần năng lượng mặt trời thông thường, bộ sạc biến tần cũng có thể đồng bộ hóa với lưới điện và trở thành bộ biến tần nối lưới có thể xuất (đưa) năng lượng mặt trời dư thừa vào lưới điện. Sự khác biệt lớn là bộ sạc biến tần cũng có thể cách ly khỏi lưới điện thông qua công tắc tơ bên trong (công tắc cách ly) và hoạt động như bộ biến tần tạo lưới (ngoài lưới).

Cách sử dụng V2L trong hệ thống ngoài lưới

Để kết nối xe điện với V2L vào hệ thống không nối lưới, EV có thể được kết nối với đầu vào AC trên bộ sạc biến tần. Trong thiết lập này, bộ sạc biến tần có thể được cấu hình để sử dụng nguồn AC để cung cấp cho tải hoặc nạp đầy pin. Điều quan trọng là đảm bảo bộ sạc biến tần được thiết lập chính xác và không hút nhiều hơn công suất tối đa của EV. Trong trường hợp của Hyundai Ioniq 5 hoặc Kia EV6, đây là công suất tối đa là 3,6kW; tuy nhiên, để an toàn, bạn nên đặt nó ở khoảng 80% định mức tối đa, hoặc 3.0kW, để ngăn biến tần của xe bị căng hoặc quá nóng.

Trong cấu hình được hiển thị bên dưới, một công tắc chuyển nguồn AC bằng tay (công tắc chuyển đổi) được hiển thị, có thể được sử dụng để kết nối máy phát điện dự phòng thông thường hoặc xe có V2L. Lưu ý rằng phải luôn sử dụng cầu dao trên tất cả các nguồn AC để bảo vệ mạch và đảm bảo nguồn AC không bị quá tải.

Cách sử dụng V2L để dự phòng

Mặc dù V2L được thiết kế để cung cấp nguồn điện xoay chiều khi đi du lịch hoặc để cấp điện khẩn cấp tại nhà, nó cũng có thể được sử dụng giống như một hệ thống pin gia dụng điển hình để lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa. Nhiều ngôi nhà ở các vùng nông thôn thường xuyên bị mất điện đã có công tắc chuyển điện xoay chiều để kết nối máy phát điện dự phòng với nguồn điện gia đình. Như tên của nó, bộ chuyển mạch chuyển đổi giữa hai nguồn AC khác nhau và không cho phép các nguồn AC riêng biệt tương tác * . Khi nguồn cung cấp V2L hoạt động, một chiếc xe có thể cung cấp cho hộ gia đình một cách độc lập với lưới điện. Tất nhiên, việc tiêu thụ năng lượng phải được theo dõi để đảm bảo không làm quá tải biến tần của xe;một cách thông minh để làm điều này là tách các mạch tải thiết yếu khỏi các mạch có nhu cầu cao (không thiết yếu) như hệ thống sưởi và nước nóng điện.

Sử dụng V2L để sạc hệ thống pin gia đình *

Các hệ thống lưu trữ năng lượng nối lưới thông thường sử dụng  bộ biến tần lai để sạc pin và xuất năng lượng mặt trời vào lưới điện. Hầu hết các biến tần lai có thể hoạt động ở một số chế độ khác nhau và sạc pin từ lưới điện bằng cách sử dụng điện thấp điểm giá rẻ thông qua lịch trình sạc trong phần mềm điều hành. Về mặt kỹ thuật, một chiếc xe với V2L cũng có thể được sử dụng để sạc hệ thống pin gia dụng bằng cách sử dụng công tắc chuyển đổi AC (chuyển đổi). Tuy nhiên, bộ biến tần lai không thể phân biệt giữa lưới điện và một nguồn AC ổn định khác, vì vậy sẽ rất rủi ro nếu sử dụng một hệ thống hybrid thông thường có thể xuất năng lượng mặt trời sang nguồn AC, gây ra hư hỏng nghiêm trọng không thể phục hồi. Điều này chỉ có thể hoạt động nếu sử dụng bộ sạc biến tần không nối lưới(với đầu vào AC kép) trong hệ thống hỗn hợp có chức năng dòng điện hai chiều bị tắt. Tuy nhiên, vẫn có một số mức độ rủi ro, vì vậy hệ thống phải được lắp đặt bởi một chuyên gia điện được chứng nhận và được cấp phép.

* QUAN TRỌNG:  Xe điện KHÔNG BAO GIỜ được kết nối qua bộ chuyển nguồn AC sang bộ biến tần hybrid. Có một nguy cơ rất thực tế là năng lượng mặt trời dư thừa sẽ bị (xuất) ép vào xe, gây ra thiệt hại trên diện rộng cùng với nguy cơ có thể gây thương tích nghiêm trọng cho con người.

(*) Cần nhấn mạnh rằng xe có V2L KHÔNG BAO GIỜ được kết nối trực tiếp vào lưới điện. Hệ thống V2L không thể đồng bộ hóa với một nguồn AC khác như lưới điện và kết nối lưới điện trực tiếp là cực kỳ nguy hiểm. Làm điều này sẽ gây ra thiệt hại nghiêm trọng và có thể dẫn đến thương tích nghiêm trọng!

Tóm Tắt – V2L Vs V2G Vs V2H Cho Nguồn Dự Phòng

V2L Xe đến tải

Như đã giải thích trước đó, V2L về bản chất là một hệ thống điện dự phòng; xe được tích hợp bộ biến tần DC sang AC giúp chuyển đổi điện áp DC cao từ hệ thống pin EV thành nguồn AC 240V thông qua các ổ cắm 10A hoặc 15A. Khi pin yếu, EV có thể được sạc lại bằng bộ sạc EV thông thường hoặc bộ sạc nhanh DC. Điểm mấu chốt ở đây là V2L hoạt động độc lập với lưới điện, có nghĩa là nó thực chất là một hệ thống điện hoạt động độc lập.

Khi sử dụng V2L cùng với hệ thống điện ngoài lưới, để tích hợp V2L với nhà không nối lưới một cách an toàn và hiệu quả, yêu cầu nguồn điện AC của xe phải được kết nối với hệ thống điều khiển thông minh như bộ sạc biến tần không nối lưới như miêu tả trên.

V2G – Xe nối lưới

Phương tiện nối lưới (V2G) được sử dụng để xuất điện vào mạng lưới điện và yêu cầu bộ sạc EV hai chiều chuyên dụngcó thể đồng bộ hóa với lưới điện. Đối với bất kỳ hệ thống nào để đưa điện vào lưới, nó phải thực hiện ở điện áp cao hơn một chút so với điện áp lưới; đây chính xác là cách tất cả các biến tần năng lượng mặt trời hoạt động và xuất năng lượng mặt trời dư thừa vào lưới điện. Ví dụ, nếu lưới điện hoạt động ở 235V, bộ biến tần (hoặc bộ sạc) sẽ cần ‘đẩy’ nguồn ra ở 236V hoặc cao hơn để dòng điện chạy theo đúng hướng. Vì lý do này, về mặt kỹ thuật V2G không thể hoạt động trong tình trạng không kết nối lưới do hệ thống không kết nối lưới không thể hấp thụ hoặc điều chỉnh lượng điện dư thừa từ xe. Ngoài ra, các chức năng V2G được điều khiển bên ngoài thông qua nhà cung cấp dịch vụ mạng điện, thường kết hợp với chương trình VPP (Nhà máy điện ảo). Trừ khi hệ thống V2G của xe có thể bị tín hiệu điều khiển bên ngoài ghi đè bằng cách nào đó,

V2H – Xe đến nhà

Giống như V2G, hệ thống từ xe đến nhà (V2H) cũng yêu cầu bộ sạc hai chiều chuyên dụng và các thiết bị khác để hoạt động. Tuy nhiên, điều khiến V2H khác với V2G là nó được thiết kế để hoạt động độc lập với lưới điện. Hệ thống dự phòng V2H, giống như hệ thống tích hợp gia đình Ford được sử dụng với Ford F150 EV mới, về cơ bản là một hệ thống ngoài lưới (tạo lưới) có thể đảo từ mạng lưới điện khi mất điện lưới. Nguyên tắc hoạt động rất giống với hệ thống năng lượng mặt trời hỗn hợp trong đó bộ sạc hai chiều hoạt động giống như một bộ biến tần lai. Biến tần lai phổ biến là hai chiều vì chúng có thể nhập và xuất năng lượng từ lưới điện. Sự khác biệt chính là pin được chứa trong xe điện và không cần năng lượng mặt trời.