双方向充電機能を備えた電気自動車は、家庭への電力供給、電力網への電力供給、さらには停電や緊急時のバックアップ電源として活用できます。電気自動車は本質的に車輪の付いた大型バッテリーであるため、双方向充電器は安価なオフピーク電力を車両に蓄電し、家庭の電気代を削減します。この新興技術はVehicle-to-Grid（V2G）と呼ばれ、電力網の運用に革命をもたらす可能性を秘めています。ピーク需要時に数万台の電気自動車が同時に電力を供給できるようになる可能性があります。
どのように機能しますか?
双方向充電器は、双方向充電が可能な先進的な電気自動車（EV）充電器です。一見するとシンプルに聞こえるかもしれませんが、従来のAC（交流）を使用する片方向EV充電器とは異なり、交流（AC）から直流（DC）への複雑な電力変換プロセスを必要とします。
標準的なEV充電器とは異なり、双方向充電器はインバーターのように動作し、充電時には交流を直流に変換し、放電時にはその逆を行います。ただし、双方向充電器は双方向DC充電に対応した車両でのみ使用できます。残念ながら、現在双方向充電に対応しているEVの数はごくわずかです。双方向充電器は車両のエネルギーフローを管理するために高度な電力変換電子機器を採用しているため、従来のEV充電器よりもはるかに複雑で、大幅に高価です。
住宅への電力供給のため、双方向EV充電器には負荷管理装置や、停電時に住宅を電力網から切り離す「アイランディング」と呼ばれる現象を内蔵しています。双方向EV充電器の基本的な動作原理は、家庭用蓄電システムのバックアップ電源として機能する双方向インバータと非常に似ています。
双方向充電の目的は何ですか?
双方向充電器は2つの異なる用途に使用できます。まず、最も注目すべきはVehicle-to-grid（V2G）です。これは、需要が高まった際に電力網に電力を供給または出力するために設計されています。数千台のV2G搭載車両がプラグインして起動すれば、電力の貯蔵と生産の方法に大きな変化をもたらす可能性があります。電気自動車は大型で強力なバッテリーを搭載しているため、数千台のV2G搭載車両の総電力は膨大なものになる可能性があります。なお、V2Xは、以下で説明する3つのアーキテクチャを表す用語です。
I. Vehicle-to-Grid（V2G） – グリッドをサポートするためのEVエネルギー。
II. 車両から家庭への電力供給（V2H） - EVエネルギーを家庭や事業所への電力供給に使用します。
III. 車両から負荷への電力供給（V2L） – EVは家電製品に電力を供給したり、他の電気自動車を充電したりするために使用できます。
双方向EV充電器の2つ目の用途は、Vehicle-to-Home（V2H）です。その名の通り、V2Hは電気自動車を家庭用蓄電池システムのように利用し、余剰の太陽光エネルギーを蓄電して家庭に電力を供給します。例えば、テスラ・パワーウォールのような一般的な家庭用蓄電池システムの容量は13.5kWhです。一方、一般的な電気自動車の容量は65kWhで、これはテスラ・パワーウォール5台分にほぼ相当します。バッテリー容量が大きいため、屋上太陽光発電と組み合わせることで、フル充電の電気自動車で平均的な家庭に数日間、あるいはそれ以上の電力を供給できます。
1. 車両から電力網へ - V2G
V2G（Vehicle-to-Grid）とは、電気自動車のバッテリーに蓄えられたエネルギーの一部を、必要に応じて電力系統に供給する仕組みです。V2Gプロジェクトに参加するには、双方向DC充電器と対応する電気自動車が必要です。EVオーナーには、クレジットや電気料金の割引などのインセンティブが用意されています。V2G搭載のEVオーナーは、VPP（Vehicle Power Supply）プログラムに参加することで、電力系統の安定性を向上させ、ピーク需要時に電力を供給することもできます。
V2G技術の導入における課題の一つは、規制上のハードルの高さと、標準化された双方向充電プロトコルやコネクタの欠如です。太陽光発電インバータなどの双方向充電器は代替発電手段とみなされており、系統障害発生時の安全基準や停電基準など、あらゆる規制要件を満たす必要があります。こうした複雑な問題を克服するため、フォードなどの一部の自動車メーカーは、系統への電力供給ではなく、フォードのEVのみで稼働し、家庭への電力供給を可能にする、よりシンプルなAC双方向充電システムを開発しました。
2. 車両から自宅へ - V2H
V2H（Vehicle-to-Home）はV2Gに似ていますが、電力は電力網に供給されるのではなく、家庭内で利用されます。これにより、電気自動車は通常の家庭用蓄電池システムのように動作し、特に屋根に設置した太陽光発電と組み合わせることで、自給自足性の向上に役立ちます。しかし、V2Hの最も明白な利点は、停電時にバックアップ電源を提供できることです。
V2Hを適切に機能させるには、互換性のある双方向インバータとその他の機器が必要です。これには、主電源接続ポイントに設置された電力計（変流器付き）が含まれます。変流器は、電力網への流入と流出の電力を監視します。システムが家庭で電力網の電力が消費されていることを検出すると、双方向EV充電器に信号を送り、電力網から消費された電力を相殺するために同量の電力を放出します。同様に、システムが屋上の太陽光発電パネルからの電力出力を検出すると、スマートEV充電器と同様に、その電力をEVの充電に回します。
停電や緊急時にバックアップ電源を確保するには、V2Hシステムは系統からの孤立状態を検知し、住宅を系統から切り離す必要があります。孤立状態になると、双方向インバータはEVのバッテリーから電力を供給されるオフグリッドインバータとして動作します。バックアップ動作を可能にするには、太陽光発電システムで使用されるハイブリッドインバータと同様に、自動接触器（ATS）などの追加の系統分離装置が必要です。
3. 車両から積載物へ - V2L
車両から負荷への電力供給（V2L）技術は、双方向充電器を必要としないため、はるかにシンプルです。V2L搭載車には、車内の1つまたは複数の標準コンセントからAC電源を供給するインバーターが内蔵されており、一般的な家庭用電化製品を接続できます。ただし、一部の車両では、電気自動車の充電ポートに差し込んでAC電源を供給する専用のV2Lアダプターを使用しています。緊急時には、延長コードを車内から家庭内に延長し、照明、パソコン、冷蔵庫、調理器具などの基本的な負荷に電力を供給することができます。
V2Lはオフグリッドおよびバックアップ電源として使用されます
V2L搭載車両では、延長コードを使用して、特定の電気機器を動作させるためのバックアップ電源を供給できます。また、専用のAC切替スイッチを使用して、V2L電源をバックアップ配電盤、あるいはメイン配電盤に直接接続することもできます。
V2L搭載車両は、オフグリッド太陽光発電システムと統合することで、バックアップ発電機の必要性を軽減、あるいは完全に排除することも可能です。ほとんどのオフグリッド太陽光発電システムには双方向インバータが搭載されており、技術的にはV2L搭載車両を含むあらゆるAC電源からの電力を利用できます。ただし、安全な運用を確保するためには、太陽光発電の専門家または資格のある電気技師による設置と設定が必要です。
- 終わり-
ここで、充電パイルの「核」と「魂」を理解しましょう
徹底分析：AC/DC 充電スタンドはどのように動作するのか？
最先端のアップデート：低速充電、スーパー充電、V2G…
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投稿日時: 2025年11月26日
