Instalacja fotowoltaiczna a stacje ładowania pojazdów elektrycznych

2021-03-23 14:11 Materiał sponsorowany Paweł Szarek, Specjalista ds. Technicznych Bruk-Bet
Fotowoltaika a stacje ładowania pojazdów elektrycznych
Autor: Bruk-Bet Fotowoltaika, realizacja prywatna, Małopolska

Elektromobilność to przyszłość transportu, warto więc już dziś zastanowić się nad tym, jak zaoszczędzić pieniądze i przyczynić się do ochrony środowiska. Dowiedz się, czy warto zainwestować w prywatną stację ładowania pojazdów elektrycznych zasilaną z instalacji fotowoltaicznej.

Jeszcze do niedawna temat elektromobilności był dla większości użytkowników polskich dróg kwestią odległej przyszłości. Teraz coraz częściej spotyka się samochody elektryczne, a obecność stacji do ładowania tego rodzaju pojazdów jest normą w każdym większym mieście. Rozwój elektromobilności jest też jednym z kluczowych obszarów działań prowadzonych w Ministerstwie Energii, podobnie jak zwiększenie produkcji energii z mikroinstalacji fotowoltaicznych. Wykorzystanie energii słonecznej do zasilania stacji do ładowania pojazdów elektrycznych jest rozwiązaniem korzystniejszym niż wykorzystywanie energii z sieci elektroenergetycznej, mającym przy tym pozytywny wpływ na środowisko.

Jak działają stacje do ładowania pojazdów elektrycznych

Stacje do ładowania pojazdów elektrycznych to specjalnie przygotowane stanowiska, które wyposażone są w odpowiednio zaprojektowane ładowarki zasilane prądem z sieci energetycznej lub własnego generatora energii, np. fotowoltaiki. Do nich właśnie podłączane są pojazdy elektryczne w celu naładowania baterii.

Punkty do ładowania spotyka się najczęściej na stacjach paliw, przy hotelach, biurowcach, centrach handlowych i autostradach a także innych istotnych węzłach komunikacyjnych. Można również zauważyć rosnący popyt na domowe stacje ładowania instalowane w obrębie prywatnych posesji właścicieli aut elektrycznych.

Stacje do ładowania pojazdów elektrycznych możemy podzielić według różnych kryteriów. Najczęściej spotykamy podział ze względu na prąd wyjściowy: ładowarki AC, ładowarki DC oraz ładowarki z kombinacją mieszaną AC/DC.

Ładowarki prądu zmiennego (AC)

Korzystanie z prądu zmiennego spowoduje, że auto elektryczne zacznie się ładować, jednak wolniej niż w przypadku prądu stałego DC. Wykorzystywane jest tutaj napięcie 230 V – jednofazowe lub napięcie 400 V – trójfazowe. Maksymalne natężenie prądu w powyższych wariantach wynosi tylko 16 A. Przy wykorzystaniu napięcia 230 V lub 400 V, moc ładowania wynosi od 2 do 13 kW i dotyczy to ładowania bez zabezpieczenia EVSE. Jeśli ładowarka ma takie zabezpieczenie np. naścienny WallBox, to moc ładowania będzie większa i będzie wynosiła 7,4–22 kW. Ponadto moduł EVSE umożliwia ładowanie z większym natężeniem do 32 A.

Naścienne ładowarki ładujące prądem przemiennym zazwyczaj wyposażone są w złącze Type 2. To przyjęty europejski standard, który oferowany jest praktycznie we wszystkich samochodach elektrycznych.

Aby naładować samochód elektryczny wystarczy podpiąć odpowiedni przewód z ładowarki do auta. Ładowanie odbywa się w tzw. trybie Mode 3 – między ładowarką a pojazdem następuje komunikacja i to samochód określa maksymalną moc ładowania, która uzależniona jest od mocy przetwornicy zainstalowanej w aucie. Przy wykorzystaniu ładowarki naściennej z zabezpieczeniem, ładowanie we własnym domu jest wygodne, bezpieczne i całkiem szybkie

Fotowoltaika a stacje ładowania pojazdów elektrycznych
Autor: Bruk-Bet Fotowoltaika

Ładowarki prądu stałego (DC)

Ładowanie prądem stałym odbywa się znacznie szybciej niż w przypadku ładowania prądem przemiennym. Napięcia w tym wypadku wahają się w przedziale 400–800 V a natężenie może wynosić 300–500 A. Ładowarki DC mogą ładować z mocą od 50 do nawet 350 kW.

Aktualnie w Polsce najszybsze stacje ładowania mają moc 150 kW i jest ich kilka. Korzystając z prądu stałego DC, ładujemy bezpośrednio akumulatory. Zaletą szybkich ładowarek jest stosunkowo krótki czas samego procesu ładowania. W przypadku ładowania do 80 proc. zapotrzebowania samochodu czas ładowania wynosi ok. 30 minut.

Ile wynosi zapotrzebowanie w energię samochodów elektrycznych

Popyt na samochody elektryczne ciągle rośnie. Wiele osób zastanawia się, ile prądu pobiera taki pojazd w rzeczywistej eksploatacji. Okazuje się że różnice mogą być duże. W Niemczech przeprowadzono testy, aby sprawdzić jakie jest rzeczywiste zapotrzebowanie elektrycznych samochodów na prąd. Wszystkie testowane samochody zasilane były za pomocą ładowarki o mocy 22 kW. By pomiar był dokładniejszy pod uwagę wzięto straty powstające podczas ładowania, ponieważ nie cały pąd podawany przez ładowarkę trafia do akumulatorów. Pewna jego część tracona jest po drodze, zaś stosunek pozyskanej energii do utraconej jest różny w każdym samochodzie.

Oto kilka przykładów testowanych samochodów elektrycznych:

  • BMW i3 (120 Ah) – zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 17,9, zasięg według testu ADAC (w km) 272.
  • Tesla Model 3 Standard Range Plus - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 19,5, zasięg według testu ADAC (w km) 305.
  • Nissan Leaf Acenta (40 kWh) - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 22,1, zasięg według testu ADAC (w km) 201.
  • Porsche Taycan 4S Performance Plus - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 23,6, zasięg według testu ADAC (w km) 400.
  • Audi e-tron 55 quattro - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 25,8, zasięg według testu ADAC (w km) 365.
  • Jaguar i-Pace EV400 S AWD - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 27,6, zasięg według testu ADAC (w km) 366.
  • Mercedes EQC 400 AMG Line - zapotrzebowanie według testu ADAC (w kWh/100 km) 27,6, zasięg według testu ADAC (w km) 335.

Popularność samochodów elektrycznych w Polsce rośnie z roku na rok. Warto poznać zestawienie ADAC przed podjęciem decyzji o wyborze auta.

Fotowoltaika a stacje ładowania pojazdów elektrycznych
Autor: Bruk-Bet Fotowoltaika

Ładowanie samochodów elektrycznych z domowej instalacji fotowoltaicznej

Ładowanie samochodów elektrycznych za pośrednictwem domowej instalacji fotowoltaicznej jest bardziej opłacalne niż korzystanie z publicznych ładowarek.

Instalacja fotowoltaiczna produkuje darmowy prąd ze słońca, który zasila wszystkie domowe urządzenia elektryczne. Nadmiar energii, którą właściciel nie jest w stanie wykorzystać na bieżąco, oddaje do publicznej sieci energetycznej. Prąd ten może później odebrać, ale ze stratą wynikającą z kosztów magazynowania energii, jakie ponosi operator sieci. Właściciele samochodów elektrycznych mogą tą nadwyżkę spożytkować inwestując w domową stację np. naścienny WallBox, za pośrednictwem której nadmiar energii elektrycznej będzie przekazywany do akumulatorów ich samochodów.

Korzystający z takiego rozwiązania nie muszą przejmować się ograniczonym czasem ładowania. Po powrocie do domu wystarczy podłączyć zawieszoną na stacji wtyczkę do samochodu a energia elektryczna wyprodukowana przez ogniwa PV zostanie przekazana do baterii w aucie. Dodatkowymi korzyściami ładowania samochodów elektrycznych z domowej instalacji fotowoltaicznej są: obniżenie bieżących kosztów energii, zmniejszenie śladu węglowego zarówno na poziomie krajowym jak i indywidualnym, a także zwiększenie niezależności energetycznej.

Dobór odpowiedniej instalacji PV w celu ładowania samochodu elektrycznego

Planując instalację fotowoltaiczną należy zaprojektować ją w taki sposób, aby mogła zasilić wszystkie urządzenia elektryczne w domu, a nadmiar energii można było wykorzystać dla własnych potrzeb, takich jak doładowanie akumulatorów w samochodzie elektrycznym. W celu prawidłowego doboru wielkości instalacji PV do zapotrzebowania samochodu należy wiedzieć:  jaka jest pojemność ogniwa, w które jest on wyposażony; ile energii zużywa na 100 km; jak również –ile średnio kilometrów pokonuje jego użytkownik w ciągu dnia lub miesiąca. Powyższe dane pozwolą określić ile energii należy dostarczyć do akumulatorów w samochodzie w ciągu roku. Na tej właśnie podstawie należy dobrać odpowiedni zestaw fotowoltaiczny, który pozwoli pokonywać kolejne kilometry autem elektrycznym za darmo.  

Jeżeli zapotrzebowanie na energię zostanie źle oszacowane to pełne naładowanie akumulatorów z instalacji PV może okazać się mniej ekonomiczne. W takiej sytuacji potrzebne będzie wspomaganie się płatną energią dostarczaną z sieci energetycznej. Najlepiej ładować samochód kiedy jeszcze świeci słońce, w nocy każdy odebrany kilowat z sieci energetycznej jest obciążony kosztami magazynowania.

Oszczędność i ekologia dla każdego

Elektromobilność staje się coraz bardziej popularna na świecie jak i w Polsce. Liczba pojazdów z napędem elektrycznym ciągle wzrasta a ogólnodostępna infrastruktura ładowania rozwija się. Przy zamontowanej fotowoltaice zasilanie energią elektryczną samochodu jest na pewno dużo bardziej opłacalne niż tradycyjne paliwa. Warto jednak zapoznać się z urządzeniami dostępnymi na rynku, sprawdzić ich pochodzenie i zapisy gwarancyjne. Dodatkowo jeżeli chodzi o montaż należy korzystać z usług tylko autoryzowanych firm, które dobrze oszacują nam zapotrzebowanie energetyczne domu i samochodu.

Partnerzy
Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
KOMENTARZE