Οδηγός φόρτισης ηλεκτρικού αυτοκινήτου με φωτοβολταϊκά

Το ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να γίνει η μεγαλύτερη νέα κατανάλωση ενός σπιτιού - ή η πιο αποδοτική χρήση της ηλιακής παραγωγής σας. Αυτός ο οδηγός φόρτισης ηλεκτρικού αυτοκινήτου με φωτοβολταϊκά εξηγεί τι χρειάζεται να μετρήσετε πριν επιλέξετε wallbox, inverter, μπαταρία ή ισχύ φωτοβολταϊκού συστήματος. Η σωστή μελέτη δεν ξεκινά από τα kW του φορτιστή. Ξεκινά από τα χιλιόμετρα που διανύετε, τις ώρες που βρίσκεται το όχημα στο σπίτι και την πραγματική παραγωγή της εγκατάστασής σας.

Πόση ενέργεια χρειάζεται πραγματικά το ηλεκτρικό αυτοκίνητο

Η κατανάλωση ενός ηλεκτρικού οχήματος κυμαίνεται συνήθως από 15 έως 22 kWh ανά 100 χιλιόμετρα, ανάλογα με το μοντέλο, την οδήγηση, το φορτίο, την ταχύτητα και τη χρήση κλιματισμού. Για 40 χιλιόμετρα ημερήσιας μετακίνησης, η απαιτούμενη ενέργεια είναι συχνά 6 έως 9 kWh. Σε ετήσια βάση, αυτό μεταφράζεται σε μια σημαντική αλλά απολύτως διαχειρίσιμη πρόσθετη κατανάλωση.

Το κρίσιμο στοιχείο είναι το πότε φορτίζει το όχημα. Αν βρίσκεται στο σπίτι ή στην επιχείρηση κυρίως τις μεσημεριανές ώρες, μπορεί να αξιοποιεί άμεσα την παραγωγή των φωτοβολταϊκών. Αν επιστρέφει κάθε βράδυ και φορτίζει μόνο τότε, η παραγωγή της ημέρας πρέπει είτε να συμψηφίζεται μέσω του ισχύοντος σχήματος net billing είτε να αποθηκεύεται εν μέρει σε μπαταρία. Αυτές οι δύο περιπτώσεις απαιτούν διαφορετική τεχνική και οικονομική προσέγγιση.

Φωτοβολταϊκά και φόρτιση EV: η σωστή λογική σχεδιασμού

Ένα φωτοβολταϊκό δεν «φορτίζει απευθείας» το αυτοκίνητο με τον τρόπο που συχνά παρουσιάζεται. Η ενέργεια διαχειρίζεται από το ηλεκτρικό δίκτυο του κτιρίου, τον inverter, τον μετρητή και - όπου υπάρχει - το σύστημα αποθήκευσης. Στόχος είναι να αυξήσετε την ιδιοκατανάλωση: να καταναλώνετε δηλαδή όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής παραγωγής τη στιγμή που παράγεται.

Για να γίνει αυτό αποτελεσματικά, το wallbox πρέπει να μπορεί να προσαρμόζει δυναμικά την ισχύ φόρτισης. Όταν ο ήλιος δίνει διαθέσιμη περίσσεια ενέργειας, ο φορτιστής ανεβάζει την ισχύ. Όταν περνούν σύννεφα ή ενεργοποιούνται μεγάλες οικιακές καταναλώσεις, τη μειώνει. Η λειτουργία αυτή ονομάζεται φόρτιση από πλεόνασμα φωτοβολταϊκής παραγωγής και βασίζεται σε μετρητή ενέργειας ή αισθητήρες ρεύματος στο σημείο παροχής.

Χωρίς δυναμική διαχείριση, ένα ισχυρό wallbox μπορεί να τραβά ρεύμα από το δίκτυο ενώ υπάρχουν μικρότερες ή μεταβαλλόμενες ποσότητες ηλιακής παραγωγής. Αυτό δεν είναι απαραίτητα λάθος - ειδικά όταν προτεραιότητα είναι η γρήγορη φόρτιση - αλλά δεν μεγιστοποιεί το οικονομικό όφελος της ιδιοκατανάλωσης.

Η ισχύς του wallbox δεν είναι η ισχύς που πρέπει να έχει το φωτοβολταϊκό

Ένα τριφασικό wallbox 11 kW δεν σημαίνει ότι χρειάζεστε φωτοβολταϊκό 11 kWp. Ο φορτιστής είναι η μέγιστη δυνατότητα παροχής ισχύος προς το όχημα, όχι η μόνιμη κατανάλωση. Μπορεί να φορτίζει με χαμηλότερη ισχύ, για παράδειγμα με 1,4 kW, 3,7 kW ή 5 kW, ανάλογα με τη διαθέσιμη παραγωγή και τις ρυθμίσεις του.

Η επιλογή φωτοβολταϊκού συστήματος πρέπει να καλύπτει το συνολικό ενεργειακό προφίλ: κατοικία, αντλία θερμότητας, κλιματισμό, επαγγελματικό εξοπλισμό και ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Μια εγκατάσταση που είχε σχεδιαστεί πριν την αγορά EV μπορεί να χρειάζεται επέκταση, αλλά αυτό δεν ισχύει πάντα. Πρώτα αξιολογούμε τα δεδομένα κατανάλωσης και παραγωγής, όχι απλώς την ονομαστική ισχύ των συσκευών.

Μονοφασικό ή τριφασικό wallbox;

Η απάντηση εξαρτάται από την ηλεκτρική παροχή του ακινήτου και από τον ενσωματωμένο φορτιστή του αυτοκινήτου. Σε μονοφασική παροχή, η φόρτιση συχνά περιορίζεται στα 3,7 ή 7,4 kW, εφόσον το επιτρέπει η εγκατάσταση και έχουν γίνει οι σωστές προβλέψεις. Σε τριφασική παροχή, ένα wallbox 11 kW αποτελεί συνήθως ισορροπημένη επιλογή για κατοικία ή επιχείρηση, αρκεί το όχημα να υποστηρίζει τριφασική AC φόρτιση.

Η υψηλότερη ισχύς δεν είναι πάντα καλύτερη. Για κάποιον που διανύει λίγα χιλιόμετρα και έχει το αυτοκίνητο σταθμευμένο όλη νύχτα ή όλη μέρα, η φόρτιση με χαμηλότερη ισχύ μπορεί να είναι επαρκής και πιο φιλική προς την αξιοποίηση της ηλιακής παραγωγής. Αντίθετα, μια επιχείρηση με οχήματα που πρέπει να επανέλθουν γρήγορα στον δρόμο έχει διαφορετικές ανάγκες και συχνά χρειάζεται περισσότερα σημεία φόρτισης με διαχείριση φορτίου.

Η τεχνική μελέτη ελέγχει επίσης την διαθέσιμη ισχύ παροχής, τον κεντρικό πίνακα, τις ασφάλειες, τη γείωση, τις πτώσεις τάσης στη διαδρομή του καλωδίου και την ταυτόχρονη λειτουργία άλλων φορτίων. Ένα wallbox δεν πρέπει να προστίθεται ως μια απλή πρίζα στον τοίχο.

Χρειάζεται μπαταρία για να φορτίζετε το αυτοκίνητο;

Η μπαταρία LiFePO4 δεν είναι υποχρεωτική για μια επιτυχημένη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών με φόρτιση EV. Είναι όμως ιδιαίτερα χρήσιμη όταν η κατανάλωση του αυτοκινήτου γίνεται μετά τη δύση του ήλιου, όταν υπάρχουν συχνές διακοπές δικτύου ή όταν θέλετε αυξημένη ενεργειακή αυτονομία.

Υπάρχει όμως ένα ουσιαστικό trade-off. Η μπαταρία έχει κόστος και πεπερασμένη χωρητικότητα. Ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να χρειαστεί 10, 20 ή περισσότερες kWh σε μία μόνο φόρτιση, επομένως μια οικιακή μπαταρία 5 ή 10 kWh δεν σχεδιάζεται συνήθως για να καλύπτει πλήρως κάθε νυχτερινή φόρτιση. Ο ρόλος της είναι να καλύπτει τις βασικές ανάγκες του κτιρίου, να αξιοποιεί ηλιακή ενέργεια εκτός ωρών παραγωγής και, όπου προβλέπεται, να υποστηρίζει κρίσιμα φορτία σε διακοπή.

Σε υβριδικά συστήματα, η προτεραιοποίηση φορτίων είναι καθοριστική. Μπορεί να οριστεί ώστε πρώτα να καλύπτονται οι ανάγκες κατοικίας, στη συνέχεια να φορτίζει η μπαταρία και έπειτα να ξεκινά ή να αυξάνεται η φόρτιση του οχήματος. Σε άλλη περίπτωση, για παράδειγμα σε επαγγελματική χρήση, το αυτοκίνητο μπορεί να έχει υψηλότερη προτεραιότητα. Δεν υπάρχει μία ρύθμιση που να ταιριάζει σε όλους.

Τι προσφέρει ο δυναμικός έλεγχος φορτίου

Ο δυναμικός έλεγχος φορτίου προστατεύει την παροχή από υπερφόρτωση. Μετρά σε πραγματικό χρόνο πόση ισχύ καταναλώνει το ακίνητο και προσαρμόζει τη φόρτιση του EV, ώστε να μη ξεπερνιούνται τα όρια της παροχής ή οι ρυθμισμένες τιμές ασφαλείας.

Αυτό αποκτά μεγάλη αξία σε σπίτια με ηλεκτρική κουζίνα, θερμοσίφωνα, αντλία θερμότητας ή κλιματιστικά, καθώς και σε επιχειρήσεις με μεταβαλλόμενα φορτία. Αν ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα πολλές συσκευές, ο φορτιστής μειώνει προσωρινά την ισχύ του αντί να δημιουργείται πρόβλημα στον γενικό διακόπτη. Σε εγκαταστάσεις με δύο ή περισσότερα οχήματα, το load balancing κατανέμει διαθέσιμη ισχύ μεταξύ φορτιστών με βάση τις προτεραιότητες που θα ορίσετε.

Πώς γίνεται η σωστή διαστασιολόγηση

Η αξιόπιστη μελέτη βασίζεται σε πραγματικά στοιχεία. Χρειάζονται οι λογαριασμοί ηλεκτρικού ρεύματος ή μετρήσεις κατανάλωσης, η ετήσια και ημερήσια χιλιομετρική χρήση του οχήματος, η ώρα στάθμευσης, η ισχύς και ο τύπος της παροχής, καθώς και η διαθέσιμη επιφάνεια και ο προσανατολισμός για τα φωτοβολταϊκά.

Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται στην εποχικότητα. Το καλοκαίρι η φωτοβολταϊκή παραγωγή μπορεί να καλύπτει άνετα σημαντικό μέρος της ημερήσιας φόρτισης. Τον χειμώνα, η παραγωγή είναι χαμηλότερη και η κατανάλωση του αυτοκινήτου συχνά αυξάνεται λόγω θέρμανσης και καιρικών συνθηκών. Η απόφαση δεν πρέπει να στηρίζεται μόνο σε μία ηλιόλουστη μέρα του Ιουλίου.

Για κατοικίες και επιχειρήσεις στην Ελλάδα, το ισχύον πλαίσιο συμψηφισμού και οι όροι σύνδεσης πρέπει επίσης να ελέγχονται κατά περίπτωση. Η τεχνική λύση οφείλει να είναι συμβατή με τον inverter, τον μετρητή, τον φορτιστή και τις απαιτήσεις της ηλεκτρικής εγκατάστασης, όχι απλώς να αποτελεί συνδυασμό συσκευών διαφορετικών κατασκευαστών.

Επιλογή εξοπλισμού: η συμβατότητα μετρά περισσότερο από το όνομα

Premium εξοπλισμός από κατασκευαστές όπως Victron Energy, GoodWe, Fronius, SolarEdge ή Deye μπορεί να προσφέρει αξιόπιστη παρακολούθηση, προηγμένο έλεγχο ενέργειας και δυνατότητες ενσωμάτωσης. Παρ' όλα αυτά, η σωστή επιλογή δεν κρίνεται μόνο από το brand. Κρίνεται από τη συμβατότητα του inverter με το σύστημα αποθήκευσης, την επικοινωνία με το wallbox, τη δυνατότητα μέτρησης πλεονάσματος και την ποιότητα της εγκατάστασης.

Απαιτούνται ξεχωριστές προστασίες, σωστή καλωδίωση, κατάλληλη γείωση και πιστοποιημένη εγκατάσταση από αδειούχο ηλεκτρολόγο. Η λειτουργία μέσω απλής οικιακής πρίζας μπορεί να εξυπηρετήσει περιστασιακά, αλλά δεν αποτελεί τη σωστή λύση για καθημερινή, πολύωρη φόρτιση. Ένα ειδικό wallbox προσφέρει ελεγχόμενη ισχύ, μεγαλύτερη ασφάλεια, προγραμματισμό και καλύτερη αξιοποίηση των φωτοβολταϊκών.

Η Hellenic Energy προσεγγίζει κάθε τέτοιο έργο ως ενιαίο ενεργειακό σύστημα: εξετάζει την παραγωγή, την κατανάλωση, την αποθήκευση και τη φόρτιση μαζί, ώστε η επένδυση να αποδίδει στην πράξη και όχι μόνο σε έναν θεωρητικό υπολογισμό.

Το σωστό επόμενο βήμα είναι να καταγράψετε για μία εβδομάδα πότε βρίσκεται το αυτοκίνητο στον χώρο σας και πόσα χιλιόμετρα καλύπτετε. Αυτά τα απλά δεδομένα δίνουν σε μια δωρεάν τεχνική μελέτη τη βάση για να μετατρέψει τη φόρτιση από απρόβλεπτη δαπάνη σε ελεγχόμενη, ηλιακή ενέργεια.