Solarni punjači za električna vozila ne razlikuju se od uobičajenih kućnih punjača za električni automobil, uz jednu iznimku: mogu optimizirati proces punjenja kako biste iskoristili što više sunčeve energije.
Solarni paneli instalirani na vašem posjedu skupljaju sunčevu energiju i pretvaraju je u korisnu izmjeničnu struju. Ta se električna energija može unijeti izravno u električnu mrežu vašeg kućanstva ili pohraniti u baterije za kasniju upotrebu.
Kada priključite EV u svoj kućni punjač, punjač tada može crpiti ovu 100% besplatnu i obnovljivu električnu energiju iz vašeg niza solarnih panela putem mreže ili baterijskog sustava za pohranu.
Sunčana budućnost za kućno punjenje
Kada razgovaramo s vozačima električnih vozila i onima koji razmišljaju o kupnji svog prvog električnog vozila, otkrivamo da su stvari koje vole u kulturi e-mobilnosti prilično slične. Električna vozila imaju niži ugljični otisak od vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem, što pomaže u smanjenju utjecaja na planet. Oni su također jeftiniji za punjenje od automobila s ICE motorom i mogu se puniti iz udobnosti vlastitog doma. Ovi se čimbenici kombiniraju kako bi stvorili isplativ i ekološki prihvatljiv razlog za ljubav prema električnim vozilima.
Punjenje putem solarnih panela, međutim, nudi potpuno novi razlog da postanete dio rastuće zajednice e-mobilnosti.
Solarno punjenje EV omogućuje vam da napunite svoje vozilo 100% obnovljivom i 100% besplatnom električnom energijom koju generiraju solarni paneli postavljeni na vašem krovu. Punjenje koje koristi prosječni EV na većini dnevnih putovanja na posao može se nadopuniti energijom koju vaš fotonaponski niz generira dnevno. Ovo ne samo da pomaže da vaše EV bude više ugljično neutralno nego ikad, nego i pristupačnije za vožnju nego ikad prije.
Mogućnost besplatne, domaće električne energije za punjenje vašeg EV-a i napajanje vašeg doma istovremeno je uzbudljiva i ohrabrujuća, ali može biti i zbunjujuća. Iako je popularnost kućnih solarnih sustava u stalnom porastu tijekom posljednjeg desetljeća, a neke zemlje poput Australije mogu se pohvaliti stopom usvajanja solarnih sustava u stambenim zgradama od 31%, još uvijek postoji mnogo vlasnika kuća diljem svijeta koji nisu u svjesni moći sunca.
Bezbrojne su prednosti punjenja vašeg EV-a solarnom energijom, ali prije nego što krenete tim putem, vjerojatno želite znati nešto više o procesu.
U članku donosimo sve najvažnije informacije o solarnom punjenju električnih vozila kod kuće; od toga kako solarni paneli proizvode električnu energiju, do toga od čega su napravljeni i kako ih možete koristiti za ponovno punjenje vašeg električnog automobila.
Što je solarno punjenje EV-a?
Prava vrijednost solarnog punjenja EV leži u tome kako možete optimizirati korištenje dostupne solarne energije prilikom punjenja vašeg automobila.
U teoriji, solarno punjenje EV uključuje mjerenje ili predviđanje količine dostupne solarne energije i korištenje upravo te količine za punjenje električnog vozila. U praksi je proces malo kompliciraniji. Solarni paneli proizvode energiju različito, a naravno, postoje i drugi električni uređaji u kućanstvu koji crpe energiju. Nakon što se zadovolje energetske potrebe kuće, preostala energija, koja se često naziva i PV (fotonaponski) višak, solarni višak ili solarni višak energije, može se koristiti za punjenje EV-a.
Kako funkcionira punjenje vašeg EV-a pomoću kućnih solarnih panela
Bez gledanja na određene značajke ili opcije optimizacije, pogledajmo kako kućni EV punjači mogu komunicirati sa solarnom energijom za ponovno punjenje vašeg automobila.
Solarne EV stanice za punjenje
Stanice za punjenje električnih vozila djeluju kao provodnici između obnovljive energije koju proizvode vaši stambeni paneli i električne energije koju vaša baterija električnih vozila pohranjuje tijekom punjenja.
Postoje brojni načini na koje stanice za punjenje mogu komunicirati sa solarnim sustavima, ali najčešći načini su:
- Crpljenjem električne energije iz mreže kao što je uobičajeno, njena količina se nadoknađuje solarnom električnom energijom koju su vaši paneli proizveli tijekom dana i vratili natrag u mrežu.
- Crpljenjem solarne energije iz mreže koju osigurava komunalno poduzeće koje se bavi isključivo 100% obnovljivom energijom.
- Izvlačenjem solarne energije iz jedinice za pohranu baterije u kućanstvu koja je napunjena vašim solarnim panelom.
- Puneći svoj automobil s optimiziranim postavkama za korištenje solarne energije putem značajki pametnog punjenja.
- Puneći svoj automobil optimiziranjem solarnih postavki za više uređaja u kući i automobilu putem sustava upravljanja energijom.
Pogled na različite vrste i brzine solarnih EV punionica
Kod kuće, vozači električnih vozila pune svoja električna vozila koristeći punjenje razine 1 ili 2 (kliknite ovdje ako želite saznati više o različitim razinama punjenja). Isto se objašnjenje može primijeniti kada se uvede solarna električna energija.
Solarno EV punjenje razine 1
Solarno punjenje EV-a razine 1 odnosi se na ponovno punjenje vašeg EV-a tako da ga izravno uključite u električni sustav vašeg doma putem utičnice. Automobil će zatim crpiti struju iz vaše kućanske opskrbe električnom energijom koja će, ako imate instaliranu solarnu ploču, biti nadopunjena besplatnom obnovljivom energijom (ako je dostupna). Imajte na umu da je punjenje razine 1 puno sporije od punjenja na razini 2, a iako je lako dostupna, ne preporučujemo oslanjanje na ovu metodu za vaše dnevne potrebe punjenja.
Solarno EV punjenje razine 2
Solarno punjenje EV razine 2 odnosi se na ponovno punjenje vašeg EV-a uključivanjem u namjensku kućnu stanicu za punjenje EV-a, koja se obično postavlja u garaži ili na preferiranom vanjskom parkiralištu. Kućni punjač razine 2 napaja automobil električnom energijom idealnim naponom (V) i snagom (kW) potrebnim za vaše specifično vozilo i stoga je općenito puno brži od punjenja razine 1. Kako bi se izbjegla zabuna, punjači razine 2 komuniciraju sa solarnom strujom na isti način na koji to radi punjenje razine 1. Vaši solarni paneli generiraju energiju i ako je dostupna, može je koristiti svaki uređaj koji je povezan s vašim električnim sustavom.
Međutim, same po sebi, Razina 1 ili Razina 2 ne nude nužno opcije solarne optimizacije i ovaj se članak ne usredotočuje na te pojedinosti, već mu je namjera dati holistički pregled načina na koji solarno punjenje u načelu funkcionira.
Razumijevanje komponenti solarnog punjenja EV
Budući da sada znamo kako vaš kućni EV punjač koristi solarnu energiju, pobliže ćemo pogledati elemente koji čine potpuno funkcionalnu solarnu postavu koja se koristi za proizvodnju navedene energije.
Tri su ključne komponente solarnog punjenja EV:
- Solarni paneli instalirani na krovu kuće ili drugdje na posjedu.
- Inverteri za promjenu solarne istosmjerne struje u lako potrošnu izmjeničnu struju za dom i regulatori punjenja za regulaciju i upravljanje fluktuacijama u proizvodnji energije solarnih ploča.
- Stanica za punjenje električnih vozila u kućanstvu za punjenje baterije vašeg električnog automobila pomoću energije koju stvara solarna ploča.
Dodatne komponente u kućnom solarnom sustavu punjenja EV mogu uključivati nebitne, ali korisne elemente kao što su:
- Baterijske jedinice za pohranu: za pohranjivanje viška solarne energije za korištenje izvan sunčanih sati
Solarni paneli
“Solarna energija” je industrijski izraz za snagu koju sunčeva svjetlost inherentno posjeduje. “Solarna energija” ili “solarna električna energija” je obnovljiva i besplatna električna energija u koju solarni paneli mogu pretvoriti sunčevu svjetlost. Ponekad se ti pojmovi koriste kao sinonimi, ali sve dok znate da solarni paneli pretvaraju sunčevu svjetlost u električnu energiju, ne morate se previše brinuti o semantici. Ući ćemo u detalje o tome kako solarni paneli to rade malo kasnije u članku.
Različite vrste solarnih panela za kućno punjenje EV
Postoji nekoliko različitih tipova solarnih panela koje možete koristiti za kućne sustave punjenja električnih vozila, a bezbroj različitih marki proizvodi te panele.
Dvije glavne vrste panela s kojima ćete se vjerojatno susresti kada planirate svoj solarni niz su:
- Polikristalni paneli: najčešći i pristupačniji tip solarnog panela, koji koristi Poly-Si (polikristalni silicij) kao poluvodič. Manje učinkoviti od Mono-Si panela, ali povoljniji za novčanik.
- Monokristalni paneli: Druga najčešća vrsta solarnih panela, koristi Mono-Si (monokristalni silicij) kao poluvodič. Skuplji od Poly-Si ploča, ali i učinkovitiji i sposobniji proizvesti više električne energije
Velike su šanse da ćete se susresti i s drugim vrstama solarnih ploča. Iako je sljedeće manje korisno za kućne sustave punjenja električnih vozila, vrijedi odvojiti trenutak da naučite uvjete.
Tanki film ili fleksibilni paneli: Manje uobičajen tip solarnog panela koji je popularan među onima koji trebaju instalirati fotonaponski niz na neugodnim mjestima, kao što su brodovi za stanovanje (zakrivljene površine zahtijevaju dovoljno fleksibilne panele da bi se zakrivili).
Bifacijalni solarni paneli: Solarni paneli koji su poluprozirni, dopuštaju svjetlosti da difuzira, reflektira i ponovno se apsorbira iz suprotnog smjera, kao i iz smjera sunca.
Solarne šindre, solarni crijepovi ili solarni krovovi: prilično nova vrsta tehnologije solarnih panela koja omogućuje izradu cijelih krovova od PV panela. Primjerice, Tesla je razvila vlastiti ‘solarni krov’ s 25-godišnjim jamstvom. Ove vrste panela vjerojatno su najskuplje, međutim, obećavaju – posebno za budućnost koju će pokretati električna vozila.
Inverteri
Solarni paneli proizvode električnu energiju u istosmjernoj struji (DC) koja, iako istu struju koriste EV baterije, nije kompatibilna s kućanskom elektrikom i mrežom. Kao takva, električna energija koju generiraju solarni paneli prvo mora biti”’invertirana” iz istosmjerne u korisnu izmjeničnu struju prije nego što se može unijeti u dom ili vašu kućnu stanicu za punjenje električnih vozila.
Solarni generirani DC treba se pretvoriti u AC
Istosmjerna struja (DC) može se zamisliti kao ravna vodoravna linija električne energije koja teče samo u jednom smjeru. Izmjenična struja (AC), s druge strane, teče u oba smjera i stoga se smatra stabilnim valom, koji se naziva “sinusni val”.
Kako bi bili što učinkovitiji i djelotvorniji, pretvarači solarnih panela moraju pretvoriti generirani istosmjerni tok u što je moguće “čišći” sinusni val.
Najjeftiniji pretvarači to čine putem mehaničkih sklopki, dok napredniji, takozvani “modificirani sinusni pretvarači” koriste relativno jednostavnu tehnologiju za manipuliranje istosmjernom strujom u aproksimaciju sinusnog vala.
Međutim, najbolji pretvarači su oni koji mogu proizvesti “čisti sinusni val”, koji se nazivaju ”’izmjenjivači čistog sinusnog vala”. Ovi pretvarači koriste najnoviju tehnologiju za usklađivanje istosmjerne struje koju proizvodi niz solarnih panela s izmjeničnom strujom koja cirkulira u lokalnoj ili državnoj električnoj mreži. Pritom proizvode najučinkovitiju verziju solarne električne energije s minimalnim gubitkom energije u pretvorbi – idealno za punjenje baterije vašeg električnog automobila.
Razumijevanje razlike između “string invertora” i “mikroinvertora”
Solarni pretvarači, bez obzira na vrstu, mogu pripadati jednoj od dvije kategorije: string ili mikro. Razumijevanje razlika između njih može vam pomoći da povećate konačnu učinkovitost solarnog sustava za punjenje električnih vozila.
Strujni pretvarači
String inverteri su najčešći i najekonomičniji inverteri solarnih panela, a postavljaju se jednom po solarnom nizu (do maksimalnog broja panela). Oni povezuju naboj koji proizvodi cijeli niz i invertiraju ga prije nego što ga pošalju na vaš EV punjač.
Mikroinvertori
Mikroinverteri su vrhunska solarna tehnologija, skuplji, ali i učinkovitiji od string invertera. Mikroinverteri se postavljaju na razini PV modula, što znači da svaki panel ima jedan, čime se povećava učinkovitost proizvodnje energije i ograničava gubitak energije kroz inverziju. Drugim riječima, istosmjerna struja koju proizvodi svaka ploča odmah se pretvara u izmjeničnu struju prije nego što se napaja kroz ostatak kućnog solarnog sustava za punjenje električnih vozila.
Solarni regulatori punjenja
Solarne panele pogađaju različite količine i jačine sunčeve svjetlosti u različito doba dana i kroz različita doba godine. Kao takva, količina električne energije koju proizvedu vaši paneli će varirati tijekom dana, mjeseca i godine. Kako biste osigurali da vaši paneli rade maksimalno učinkovito bez preopterećenja vašeg sustava za punjenje električnih vozila, potreban je solarni regulator punjenja.
Kontroleri punjenja dizajnirani su za regulaciju proizvodnje električne energije pomoću vaših solarnih ploča. Ovi zgodni gadgeti to mogu učiniti na nekoliko različitih načina, ali najčešće se kontroleri punjenja ponašaju kao ventil, osiguravajući da električna energija koju proizvode vaše ploče teče samo u jednom smjeru: od ploča do kuće.
MPPT (maximum power point tracking) kontroleri još su učinkovitiji jer nude bonus. Ovi regulatori punjenja omogućuju prikupljanje solarne električne energije na optimalnom naponu za vaše panele prije nego što padne napon kako bi odgovarao vašem sustavu punjenja električnih vozila u kućanstvu. Najjednostavnije rečeno, ovo je kao da pekar peče najveći kolač koji njihova pećnica može primiti, ali osigurava da vam se posluži samo ona veličina porcije koju ste naručili, umjesto cijele.
Proces solarnog punjenja
Raspravljali smo o tome kako kućni EV punjači koriste solarnu električnu energiju za ponovno punjenje baterije vašeg automobila, kao i o različitim ključnim komponentama koje čine učinkovit i učinkovit solarni EV sustav punjenja. Na kraju ćemo vam reći kako rade solarni paneli i kako možete najbolje iskoristiti njihovu električnu energiju za punjenje vozila.
Prikupljanje sunčeve energije
Proces kojim solarni paneli pretvaraju sunčevu svjetlost u upotrebljivu električnu energiju poznat je kao “fotonaponski proces”; kao takav povremeno možete vidjeti solarne panele koji se nazivaju “PV (fotonaponski) paneli”.
Tijekom fotonaponskog procesa, sunčeva svjetlost pogađa mnoge solarne ćelije koje čine pojedinačnu ploču. Ove ćelije sadrže poluvodič, obično silicij, koji reagira na sunčevu svjetlost, otpuštajući elektrone i tjerajući ih da se kreću kroz solarnu ćeliju.
Ovo pomicanje elektrona događa se mnogo puta, stvarajući električnu energiju kao rezultat, koju zatim skuplja električno ožičenje u solarnoj ploči. Kao što je prethodno objašnjeno, ta se električna energija proizvodi kao istosmjerna struja prije nego što se pretvori u izmjeničnu struju i pošalje u EV punjač.
Pohranjivanje solarne energije za punjenje EV
Solarni paneli mogu generirati električnu energiju samo kada su izloženi sunčevoj svjetlosti tijekom dana, što otežava korištenje ove energije za punjenje vašeg EV-a preko noći. Teško, ali ne i nemoguće. Kako biste koristili solarnu električnu energiju izvan dnevnog svjetla, kod kuće možete instalirati jedinicu za pohranu baterija u koju ćete skladištiti obnovljivu električnu energiju dok je ne budete trebali koristiti.
Pohranjivanje solarne energije za punjenje EV
Solarni paneli mogu generirati električnu energiju samo kada su izloženi sunčevoj svjetlosti tijekom dana, što otežava korištenje ove energije za punjenje vašeg EV-a preko noći. Teško, ali ne i nemoguće. Kako biste koristili solarnu električnu energiju izvan dnevnog svjetla, kod kuće možete instalirati jedinicu za pohranu baterija u koju ćete skladištiti obnovljivu električnu energiju dok je ne budete trebali koristiti.
Zaključak
Postoje različite kombinacije tehnologija koje možete koristiti kada postavljate svoj stambeni solarni sustav za punjenje električnih vozila, bilo da namjeravate svoju solarno generiranu električnu energiju povezati s mrežom, raditi izvan mreže ili je koristiti samo za ponovno punjenje svog električnog vozila.
Osnove sustava funkcioniraju isto bez obzira. Sunčeva svjetlost pogađa reaktivne materijale u solarnim pločama, što potiče stvaranje istosmjerne struje. Ovu energiju istosmjerne struje regulira regulator punjenja i pretvarač, koji – idealno – mijenja istosmjernu struju u čisti sinusni izmjenični val. Vaši paneli sada proizvode 100% obnovljivu i besplatnu električnu energiju koju mogu koristiti kućanski uređaji, uključujući vaše električno vozilo.
Solarna električna energija prenosi se iz krovnog niza ili u kućnu električnu mrežu, solarni generator ili jedinicu za pohranu baterija. Odatle se električna energija može koristiti za ponovno punjenje EV baterija putem punjenja razine 1 ili razine 2 – za potonje je potreban kvalitetan kućni AC punjač.
Iako su nedvojbeno složeni, ukratko, stambeni solarni paneli nude jedinstvenu priliku za daljnje smanjenje ugljičnog otiska, komunalnih računa i računa za punjenje EV-a. Kako biste saznali više ili napravili sljedeći korak na svom putu prema kućnom solarnom punjenju EV, kontaktirajte nas.
