När elbilen börjar fungera som hemmets eget kraftverk

Elbilen är på väg att få en större roll i hemmet än att bara vara ett transportmedel. Med teknik för dubbelriktad laddning kan bilens batteri i framtiden användas som en energiresurs som lagrar el när den är billig eller när den egna solcellsanläggningen producerar ett överskott. Energin kan sedan användas i huset när behovet ökar. På så sätt kan elbilen bli en del av hemmets energisystem och bidra till både lägre elkostnader och bättre användning av egenproducerad el. Utvecklingen förändrar också synen på bilens batteri, från en energikälla för resan till en möjlig tillgång för hela hushållet.

När bilens batteri kan försörja hemmet med el

Elbilen har traditionellt haft en tydlig uppgift: Att lagra energi för att driva bilen framåt. Med dubbelriktad laddning förändras den rollen. Batteriet kan i stället fungera som ett energilager som både tar emot och lämnar ifrån sig elektricitet. När bilen står parkerad kan energi föras från batteriet tillbaka till bostaden och användas till exempelvis belysning, vitvaror eller uppvärmning. Tekniken brukar beskrivas med begreppet V2H, Vehicle-to-Home, och innebär att bilen blir en integrerad del av hemmets energisystem snarare än en separat förbrukare.

Från elbil till energilager

För att detta ska fungera krävs mer än en vanlig laddbox. Både bilen och laddutrustningen måste stödja dubbelriktad energiflödeshantering, samtidigt som hemmets elsystem behöver kunna styra hur energin används. När bilen laddas fungerar systemet på vanligt sätt. När hushållet däremot behöver elektricitet kan styrningen ändra riktning och låta batteriet leverera energi till bostaden. Hur mycket el som kan användas beror bland annat på batteriets kapacitet, bilens tekniska begränsningar och vilken effekt laddutrustningen kan hantera.

En viktig fördel är att batteriet kan användas när elen gör störst nytta. Ett hushåll med timprisavtal kan exempelvis ladda bilen under timmar med lägre elpris och använda en del av energin senare när priset stiger. Har bostaden solceller kan bilen dessutom ta emot överskottsel under dagen och lämna tillbaka den på kvällen. På så sätt kan en större andel av den egenproducerade solelen användas i hemmet i stället för att automatiskt matas ut på elnätet när produktionen överstiger den aktuella förbrukningen.

Batteriet kan få flera uppgifter

Hur energin används behöver inte heller styras manuellt. Ett smart energisystem kan väga samman elpris, hushållets förbrukning, solcellsproduktion och bilens laddbehov. Systemet kan exempelvis se till att bilen alltid har tillräckligt med energi för nästa resa samtidigt som tillgänglig kapacitet används för bostaden. Några tänkbara användningsområden är:

• Lagra överskottsel från solceller under dagen.

• Använda lagrad energi under dyrare timmar.

• Minska hushållets uttag från elnätet vid hög belastning.

• Ge reservkraft till vissa funktioner vid ett strömavbrott.

• Anpassa laddningen efter elpris och hushållets behov.

Det är dock viktigt att skilja mellan olika former av dubbelriktad laddning. V2H handlar om att använda bilens batteri för det egna huset, medan V2G, Vehicle-to-Grid, innebär att energi även kan skickas tillbaka till elnätet. Den senare lösningen ställer högre krav på styrning, avtal och reglering. För bilägaren innebär det samtidigt att batteriet kan få en ekonomisk funktion även när bilen står stilla. I praktiken kan framtidens elbil därför vara både transportmedel, energilager och en aktiv del av bostadens energiförsörjning.

Så fungerar dubbelriktad laddning i praktiken

Dubbelriktad laddning bygger på att elektriciteten kan röra sig åt båda håll mellan bilen och elsystemet. Vid vanlig laddning går energin från elnätet eller solcellsanläggningen till bilens batteri. Med dubbelriktad teknik kan processen vändas, så att lagrad energi går från batteriet tillbaka till huset. Det kräver en kombination av kompatibel bil, laddare och styrsystem. Alla elbilar är därför inte automatiskt förberedda för funktionen, även om de har stora batterier. Kompatibilitet mellan fordon och laddutrustning är en central förutsättning.

Laddboxen får en viktigare roll

I ett traditionellt system är laddboxens huvudsakliga uppgift att leverera rätt mängd elektricitet till bilen på ett säkert sätt. Vid dubbelriktad laddning behöver den även kunna hantera energi som går i motsatt riktning. Styrningen måste dessutom kommunicera med bilen och hemmets energisystem. Det gör att installationen blir mer avancerad än en vanlig laddpunkt. För vissa lösningar sker omvandlingen mellan likström och växelström på olika platser i systemet, vilket påverkar både konstruktion, verkningsgrad och kostnad.

En annan viktig del är energistyrningen. Systemet behöver veta när bilen ska laddas, när batteriet kan användas för hushållet och när det bör reserveras för bilkörning. Om elpriset är lågt kan systemet prioritera laddning. När priset senare stiger kan en del av energin användas i hemmet. Om solceller finns installerade kan styrningen i stället prioritera att lagra ett överskott från produktionen. För att lösningen ska fungera smidigt krävs därför att flera delar samverkar i realtid.

Bilen behöver fortfarande vara redo

En av de praktiska frågorna är hur mycket energi som faktiskt ska finnas kvar i batteriet. Bilägaren vill inte upptäcka att bilen har använt större delen av sin laddning för hushållets behov när det är dags att köra. Därför kan systemet ställas in med en lägsta laddnivå. En viss mängd energi reserveras då för körning, medan resten kan användas av bostaden. Det gör tekniken mer förutsägbar och minskar risken för att energibesparingen sker på bekostnad av bilens huvudsakliga funktion.

För att få ut mesta möjliga av tekniken behöver även hemmets övriga energisystem vara genomtänkta. Ett smart styrsystem kan prioritera olika energikällor beroende på situationen. Solceller kan exempelvis försörja huset direkt, medan överskottet går till bilen. Senare kan batteriet leverera energi tillbaka till bostaden. På motsvarande sätt kan värmepump, varmvattenberedare och andra större laster styras efter tillgång och pris. När flera funktioner samordnas blir elbilen inte bara en laddad bil, utan en flexibel energiresurs som kan användas där behovet är störst.

Elbilen som energilager för framtidens smarta hem

När elbilar kopplas samman med solceller, energistyrning och smarta elmätare kan hemmet få ett betydligt mer flexibelt energisystem. Bilens batteri kan då fungera som en buffert mellan produktion och förbrukning. Det är särskilt intressant för hushåll som producerar mycket solel under dagtid men har större energibehov på morgonen och kvällen. I stället för att all överskottsel lämnar fastigheten kan en del lagras i bilen och användas senare. Därmed kan samma kilowattimme få större betydelse för hushållets egen energianvändning.

Solceller och elbil kan samverka

Ett vanligt problem med solceller är att produktionen ofta är som störst när hushållets elanvändning är relativt låg. Mitt på dagen kan bostaden vara tom samtidigt som solpanelerna producerar mycket elektricitet. Om bilen står hemma kan den i ett smart system laddas med denna energi. När familjen senare kommer hem kan den lagrade energin användas till delar av hushållets förbrukning. Det kan minska behovet av att köpa el från nätet under vissa perioder och göra användningen av den egna solelen mer effektiv.

Samma princip kan användas även utan solceller. Med ett elavtal där priset varierar över dygnet kan bilen laddas när belastningen och priset är lägre. Energin kan sedan användas när priset stiger. Förutsättningarna beror naturligtvis på prisskillnaderna, systemets verkningsgrad och eventuella kostnader för laddning och installation. Batteriet är inte heller en obegränsad energikälla. Ju större mängd energi som kan lagras, desto större blir möjligheten att jämna ut hushållets förbrukning, men bilens batteri måste samtidigt hanteras med hänsyn till körbehovet.

Från energiförbrukare till energiresurs

Utvecklingen kan också påverka hur framtidens bostäder utformas. I ett smart hem kan bilen bli en av flera komponenter som automatiskt balanserar energiflöden. När bilen är ansluten kan systemet exempelvis prioritera hushållets behov, ladda batteriet eller spara energi inför en kommande period med hög förbrukning. Om elnätet tillåter det kan framtida lösningar även ge möjlighet att bidra till nätets balans genom V2G. Det innebär att många parkerade elbilar tillsammans skulle kunna fungera som en distribuerad energiresurs.

För bilägaren handlar utvecklingen därför inte enbart om lägre elkostnader. Ett batteri som redan finns i bilen kan få ytterligare funktioner under de timmar då fordonet ändå står parkerat. Samtidigt finns praktiska frågor kring investeringskostnad, kompatibilitet, batterislitage, säkerhet och vilka regler som gäller för energiflöden mellan bostad och elnät. Tekniken är fortfarande under utveckling, men riktningen är tydlig: Elbilen kan få en betydligt större roll i energisystemet än att bara transportera människor och varor mellan olika platser.