メニフィーでは、EV が夜間に家の照明を維持

カリフォルニア州メニフィーでは、6 つの新築住宅が北米初のテストを行っています。それは、複合充電システム (CCS) 高出力 DC 充電規格を通じて住宅に電力を供給できる電気自動車です。各家庭が使用しているのは、 ホスト Kia EV9 電気自動車は Wallbox Quasar 2 双方向充電器に接続されており、車両の 100 キロワット時 (kWh) のバッテリーが停電や電気料金が高い期間に重要な回路を動作させることができます。このセットアップは、Combined Charging System (CCS) 標準を使用する米国初の住宅用 Vehicle-to-Home (V2H) システムです。 CCS は、ヨーロッパおよび北米の住宅および公共の充電施設で一般的に使用されている充電システムです。

7 月以来、各家庭のスマート電気パネルは双方向の電力の流れを自動的に管理するようになりました。つまり、グリッドまたは屋上の太陽光発電から車両に充電し、必要に応じてエネルギーの流れを逆転させます。このシステムは、停電時に各家庭を送電網から隔離し、外部の電力線に電流が流れ込み、電力会社の作業員や近くの機器が危険にさらされるのを防ぎます。

「このプロジェクトは、CCSによる双方向充電が人が住んでいる家でも機能することを実証しています」と、2年間の試験を監視しているカリフォルニア大学アーバイン校の先進電力・エネルギープログラム(APEP)創設ディレクターのスコット・サミュエルセン氏は言う。 「これは、人を移動させるだけでなく、エネルギーシステムを強化する車両への一歩です。」

メニフィーには大きな意味がある

10 年以上にわたり、双方向充電は利用可能でしたが、主に日本に限定されていました。 2012年に遡ると、東北地方の地震と津波の後、日産のリーフ・トゥ・ホーム・プログラムがこのアイデアの実現可能性を証明したが、その日産のシステムはCHAdeMO規格に依存しており、日本以外ではほとんど使用されていなかった。北米とヨーロッパのほとんどのメーカーは、代わりに CCS を選択しました。CCS は、最近まで一方向の高速 DC 充電のみをサポートしていました。

この特徴により、メニフィーの V2H 対応地区は注目に値します。これは、占有住宅への初の CCS ベースの V2H 展開であり、パイロット プログラムに長らく閉じ込められていたテクノロジーに関する現実のフィールド データを研究者に提供します。 Kia EV9 SUV と Wallbox の市販 Quasar 2 を組み合わせると、車両から家庭に最大 12 キロワットの電力を供給できます。

これは、人を移動させるだけでなく、エネルギー システムを強化する車両への一歩です。」
—スコット・サミュエルセン、カリフォルニア大学アーバイン校

他の地域では、商用 V2H への勢いが鈍化しています。 Ford の F-150 Lightning は、Sunrun を介した家庭用バックアップをサポートしていますが、Sunrun の機器は CCS 互換ではありません。さらに、フォードはピックアップトラックの生産休止を発表しており、拡大が遅れている。 GM の Ultium Home（自動車メーカーのキャデラック リリック、キャデラック エスカレード IQ、シボレー ブレイザー、シボレー エクイノックス、シボレー シルバラード、GMC シエラの EV で動作する V2H システム）も、同様の挫折に直面しています。 Tesla の PowerShare V2H 機能はまだ限定的な初期の商用展開にとどまっており、双方向互換性は同社の Cybertruck に限定されています。対照的に、Menifee は実際の家庭での運用データを作成しています。

CCS が重要な理由

電気自動車が初めて市場に登場したとき、CCS は 1 つの目的、つまり電力を電力網から自動車に迅速に供給するために設計されました。主な目標は、信頼性が高く、標準化された高速充電です。この事実は、CCS 公共充電器 (その多くは定格 350 キロワット以上) と、通常は最大 100 kW に達する CHAdeMO ベースの充電器 (ただし、家庭用バックアップまたはグリッド サービスを提供できる) との違いを説明するのに役立ちます。

双方向動作は、いくつかの理由から元の CCS 標準には含まれていませんでした。初期の自動車メーカーや電力会社は、安全上のリスク、送電網への干渉、ハードウェアコストの追加を懸念していました。そのため、EV と充電ステーションを接続する CCS のオリジナルの通信プロトコル (ISO 15118) には、電力輸出のための電子ハンドシェイクさえ含まれていませんでした。 2022 年のアップデートである ISO 15118-20 では、安全な双方向通信が追加され、CCS 車両が建物や送電網にエネルギーを供給できるようになりました。

Wallbox の Quasar 2 家庭用充電器は、炭化ケイ素トランジスタで構築されたアクティブ ブリッジ コンバータ回路を通じてアップデートを実装し、効率的な双方向フローを実現します。 Wallbox のシステム エレクトロニクス アーキテクトである Aleix Maixé Sas 氏は、その 12 kW の電力定格は、冷暖房、冷凍、ネットワークなど、住宅内の一般的な重要な負荷をサポートできると述べています。

社名が謙虚に示しているように、Wallbox の充電器はハイテク コンポーネントが含まれているにもかかわらず、普通の古い箱のように見えます。ウォールボックス

メニフィーの設計図

V2H システムが装備された Menifee の各住宅には、屋上の太陽電池アレイと SunPower の 13 kWh SunVault 定置型バッテリーが組み合わされています。通常の動作中、太陽エネルギーは毎日の家庭負荷に電力を供給し、定置型バッテリーを充電します。晴れた日には、ソーラーパネルで Kia EV9 のバッテリーを充電することもできます。送電網に障害が発生した場合、またはエネルギー価格が高騰した場合、住宅は自ら孤立します。太陽光発電と SunVault に蓄えられたエネルギーによって重要なシステムや家電製品が稼働し続け、停電が続く場合には EV のバッテリーが電力を供給します。

この夏、カリフォルニア大学アーバイン校の研究者らは、夏の需要と山火事関連の送電網ストレス下で、太陽光発電、定置式蓄電器、車両電力がどのように相互作用するかを追跡した。サミュエルセン氏によれば、彼らは「この車両には大きな回復力の機能が追加されている」ことがわかりました。 メニフィープロジェクトマネージャー。 「ピーク料金の時間帯に電力を供給することで、送電網の負担を軽減し、再生可能エネルギーの利用を増やし、コストを削減できます。」

双方向の家を設計する

V2H が導入するエンジニアリング需要を満たす方法を再検討しているのは、住宅建設業者や Wallbox などの電気自動車サービス機器のメーカーだけではありません。電力会社も双方向の電力潮流に対応するために変更を加える必要があります。相互接続手順とエネルギー価格構造は、再設計または再検討が必要な要素の 1 つです。

エネルギーの未来を垣間見る

アナリストらは、コストの低下と規格の成熟に伴い、双方向充電システムの売上高は2020年代後半まで年間2桁の成長が見込まれると予想している。山火事や暴風雨による停電や急な使用時間料金曲線に直面している地域では、メニフィーのようなプロジェクトが、巨大で柔軟なエネルギー貯蔵庫として自動車を利用する明確な道筋を示している。

EV のバッテリーが推進用と同じくらい簡単に家庭用のエネルギーを供給できるようになると、輸送とエネルギーの境界がなくなり始め、それに伴い、誰がエネルギー供給者で誰が顧客なのかという古い概念も消えていきます。