Elektrische auto gebruiken als thuisbatterij? Bidirectioneel laden maakt het mogelijk

De technologie voor het opladen van elektrische voertuigen (EV’s) is zo ver gevorderd dat de batterij van een voertuig op een alternatieve manier kan worden gebruikt met behulp van een bidirectionele lader. EV’s met bidirectionele laadcapaciteit kunnen worden gebruikt om een huis van stroom te voorzien, energie terug te voeden in het elektriciteitsnet en zelfs om back-up stroom te leveren in geval van een stroomstoring of noodsituatie.

Een bidirectionele lader is een geavanceerde EV-lader die in staat is om energie op te laden en te ontladen van de batterij van een elektrisch voertuig. Dit klinkt misschien relatief eenvoudig, maar het is een complex proces waarvoor een omvormer van gelijkstroom naar wisselstroom nodig is, in tegenstelling tot een gewone EV-lader die met wisselstroom oplaadt.

In tegenstelling tot standaard EV-laders, die opladen met wisselstroom (AC), werken bidirectionele laders zoals een omvormer en zetten ze AC om in gelijkstroom (DC). Ze kunnen echter alleen werken met compatibele voertuigen die in twee richtingen gelijkstroom kunnen opladen. Bidirectionele laders zijn veel gesofisticeerder en dus veel duurder dan gewone EV-laders omdat ze geavanceerde elektronica bevatten om de energiestroom van en naar het voertuig te beheren.

Bidirectionele laders kunnen voor twee verschillende toepassingen worden gebruikt. De eerste en meest besproken is Vehicle-to-grid of V2G, ontworpen om energie naar het elektriciteitsnet te sturen of te exporteren wanneer de vraag hoog is. Als duizenden voertuigen met V2G-technologie worden aangesloten en ingeschakeld, heeft dit het potentieel om de manier waarop elektriciteit wordt opgeslagen en opgewekt te veranderen. EV’s hebben zeer grote, krachtige batterijen waardoor de gecombineerde kracht van veel voertuigen enorm is.

Het tweede gebruik van een bidirectionele lader is voor Vehicle-to-home of V2H. Zoals de naam doet vermoeden, kan een EV dankzij V2H gebruikt worden zoals een thuisbatterij om overtollige zonne-energie op te slaan en uw huis van stroom te voorzien. De gemiddelde thuisbatterij in ons land heeft een capaciteit tussen de 10 en 14 kWh, terwijl een gemiddelde EV een capaciteit heeft van 65 kWh, wat overeenkomt met bijna vijf thuisbatterijen. Door de grote batterijcapaciteit kan een volledig opgeladen EV een gemiddeld huis meerdere dagen van stroom voorzien.

Bij Vehicle-to-grid wordt een deel van de energie uit de EV-batterij ontladen en geëxporteerd naar het elektriciteitsnet wanneer de vraag groot is. Slechts een handvol EV’s beschikken momenteel over V2G en bidirectionele DC-laadcapaciteit; dit zijn onder meer het latere model Nissan Leaf, de Hyundai Iqonic 5 en de Kia EV6.

Een deel van het probleem bij het uitrollen van V2G-technologie zijn de regelgevende uitdagingen en het gebrek aan een standaard bidirectioneel EV-laadprotocol. Momenteel kunnen bidirectionele laders alleen werken met specifieke EV’s. Sommige fabrikanten van elektrische voertuigen, zoals Ford, hebben bijvoorbeeld een bidirectionele lader ontwikkeld die alleen werkt met EV’s van Ford. Anderen, zoals Nissan, gebruiken universele bidirectionele laders zoals de Wallbox Quasar.

Tegenwoordig zijn de meeste EV’s uitgerust met de standaard CCS DC laadpoort. De enige EV die een CCS-poort gebruikt voor bidirectioneel opladen is de binnenkort te verschijnen Ford F-150 Lightning EV. In de nabije toekomst zullen echter meer EV’s met standaard CCS-aansluitpoorten beschikbaar zijn met V2H- en V2G-mogelijkheden, en VW heeft aangekondigd dat al hun elektrische auto’s tegen eind 2022 bidirectioneel kunnen opladen.

Vehicle-to-load of V2L-technologie is veel eenvoudiger omdat er geen bidirectionele lader nodig is om te werken. Voertuigen met V2L hebben een ingebouwde omvormer van gelijkstroom naar wisselstroom en standaard plug-in stopcontacten die kunnen worden gebruikt om gewone huishoudelijke apparaten aan te sluiten. In noodgevallen kunnen verlengkabels van het voertuig naar het huis worden geleid om essentiële verbruikers zoals verlichting, computers, koelkasten en zelfs kooktoestellen van stroom te voorzien.

Slim opladen verwijst naar elke vorm van EV-laden (uni- of bidirectioneel) waarbij de oplaadtijd en -snelheid kunnen worden geregeld door een “slim” apparaat, in plaats van door een handmatige aan/uit-schakelaar. Dit gebeurt via dataverbindingen tussen de EV en de oplader. Denk bijvoorbeeld aan slimme EV-oplaadapps, waarmee je met je smartphone kunt regelen hoe lang je EV wordt opgeladen. Met slim opladen kunnen auto’s worden aangesloten op het stopcontact, maar hoeven ze niet de hele tijd daadwerkelijk op te laden. In plaats daarvan kunnen individuele EV-eigenaars of energiebedrijven beslissen wanneer het meest efficiënt is om energie op te laden in termen van vraag en kosten, afhankelijk van het land en de energieoperator.