Как функционира слънчевата зарядна станция за електромобили под навес?

Основната идея зад слънчевата колонка за зареждане на електромобили

Слънчевата колонка за зареждане на електромобили обединява три функции в една конструкция. Тя осеня паркираните автомобили, произвежда електричество от слънчевата светлина и доставя тази енергия на зарядните устройства за електромобили. Идеята изглежда проста, но пътят на енергията от панела до батерията на автомобила включва няколко важни стъпки.

Карпорта сама по себе е стоманена или алуминиева навесна конструкция с монтирани отгоре слънчеви модули. Тези модули произвеждат постоянен ток (DC), когато върху тях попада слънчева светлина. Изходният DC ток се предава чрез кабели към инвертор, който го преобразува в променлив ток (AC), подходящ за използване от сгради и повечето EV зарядни устройства. Оттам електричеството или захранва сградата, или зарежда батерия, или отива направо към превозно средство.

Това, което прави системата ценна, е синхронизацията. Производството на слънчева енергия достига своя пик посред ден. Много служебни превозни средства са паркирани точно през тези часове. Слънчевата EV зарядна карпорта улавя това припокриване и превръща времето за бездействие на паркираните превозни средства във време за зареждане.

Как всъщност тече енергията от панела до превозното средство

Пътят на енергията зависи от проекта на системата. При основна конфигурация слънчевите модули захранват верижни инвертори или микропреобразуватели. Изходният AC ток се свързва с разпределителен панел. EV зарядните устройства черпят енергия от този панел като всеки друг електрически товар. Когато слънцето е силно, повечето от енергията за зареждане идва именно от карпортата.

Добавянето на батерийно съхранение променя потока. Излишната слънчева енергия, която не се използва веднага, се съхранява. По-късно, когато превозното средство се свърже към зарядното устройство през късния следобед или вечерта, батерията се разрежда, за да поддържа процеса на зареждане. Това намалява количеството електроенергия, изтеглена от мрежата по време на скъпите часове на пиковото натоварване.

Контролер за зареждане или система за управление на енергията се намира в центъра на целия този процес. Той следи производството на слънчева енергия, натоварването на сградата, степента на зареденост на батерията и заявката на зарядното устройство. След това взема решение в реално време откъде трябва да постъпва електроенергията. През слънчево утро с ниско натоварване на сградата контролерът насочва излишната енергия към батерията. През облачно следобедно време, когато няколко превозни средства се зареждат едновременно, той смесва съхранената енергия с електроенергия от мрежата, за да се избегне внезапен връх на натоварването.

Откъде идват истинските ефективностни печалби

Всеки етап от преобразуването губи малко енергия. DC от панелите се превръща в AC в инвертора. След това AC може да бъде преобразуван отново в DC вътре в зарядното устройство на превозното средство. Всеки етап е ефективен поотделно, но загубите се натрупват. Затова архитектурата на системата има значение.

DC-свързаните системи намаляват загубите при преобразуване, като оставят слънчевата енергия и батерийното съхранение върху една и съща DC шина преди инверсията. Това работи добре, когато значителна част от слънчевата енергия първо се съхранява, а после се използва. AC-свързаните системи са по-лесни за добавяне към съществуващи слънчеви инсталации, но включват допълнителни етапи на преобразуване.

Таблицата по-долу сравнява типични конфигурации за слънчево зареждане на EV под навеси.

Реален пример от паркинг за флота

Логистична компания в Аризона инсталирала слънчев навес над тридесет паркинг места, използвани от електрически доставни фургони. Първоначалният план предвиждал проста слънчева инсталация, свързана с мрежата, без акумулаторна система. През първите няколко месеца екипът по експлоатация забелязал, че повечето фургони се включвали към заряд след приключване на следобедните маршрути, точно когато производството на слънчева енергия намалявало.

Това несъответствие означавало, че компанията продължавала да закупува скъпа електроенергия през вечерта, въпреки наличието на голяма слънчева инсталация. Решението било акумулаторна батерия с капацитет, достатъчен за около четири часа зареждане на флота. След модернизацията слънчевият навес зареждал батерията посредством дневната слънчева енергия, а батерията осигурявала енергия за вечерния период на зареждане.

Проектът не е елиминирал консумацията от мрежата. Обектът продължава да черпи енергия по време на облачни седмици и дни с интензивно зареждане. Но батерията е преместила достатъчно натоварване, така че месечната такса за спотреба забележимо е намаляла. По-късно мениджърът по операциите заяви, че батерията не е аксесоар. Тя е компонентът, който прави слънчевия паркинг действително съвместим с график на флота.

Какво показват данните за растежа на зареждането на ЕПК чрез слънчева енергия

Слънчевите паркинги продължават да представляват малка част от общия брой слънчеви инсталации, но тяхното разпространение расте. Според Националната лаборатория по възобновяема енергия (NREL), паркингите с навеси са практична опция за обекти с ограничено пространство на покрива и високи земеделски разходи. Освен това те намаляват ефекта от градските топлинни острови и осигуряват сенчесто паркиране, което подобрява преживяването на служителите и посетителите.

Приемането на електромобили продължава да расте в Северна Америка и Европа. Международната енергийна агенция е съобщила за силния ръст на продажбите на електромобили (EV) и инвестициите в инфраструктурата за зареждане. Търговските обекти, които инсталират зарядни станции днес, се подготвят за бъдеще, в което служителите и наемателите очакват достъп до зареждане като стандартна удобна услуга.

Комбинацията от производство на слънчева енергия и зареждане на електромобили има особено голям смисъл за работни места. Превозните средства стоят неподвижни шест до осем часа през деня – точно когато производството на слънчева енергия достига своя пик. Слънчевата зарядна автостоянка с навес синхронизира инфраструктурата с поведението, вместо да принуждава хората да променят своето поведение.

Честни ограничения, които влияят върху реални проекти

Не всяка паркинг-площадка е подходяща за слънчев навес. Засенчването от съседни сгради или дървета може да намали производството достатъчно, за да се промени финансовата обосновка. Местните зонингови разпоредби могат да ограничават височината или покритието на навеса. Съществуващият асфалт може да се нуждае от укрепване, за да поддържа конструктивните колони и строителната техника.

Определянето на капацитета на батерията е още един често срещан проблем. Твърде малка батерия няма да покрие вечерния интервал за зареждане. Твърде голяма батерия увеличава разходите, без да осигурява пропорционална икономия. Правилният размер се определя въз основа на реални данни за зареждане и интервални записи от електроснабдителната компания, а не чрез проста формула.

Поддръжката също има значение. Фотоволтаичните панели трябва да се почистват, инверторите – да се следят, а батериите – да се подлагат на периодично обслужване. Система без план за обслужване ще губи ефективност бавно, но устойчиво. Това намаляване е лесно да се пропусне, докато сравнение на сметките от електроснабдителната компания не го разкрие.

Как структурното качество влияе върху цялата система

Електрическите компоненти получават повечето внимание, но самата конструкция на паркинг-навеса определя дали системата ще издържи дълго време. Въздействието на вятър, снежен товар и термично разширение се прилага върху стоманената рамка. Ако конструкцията се измести или корозира, подравняването на панелите се нарушава и производителността намалява.

Kinpower доставя стоманени конструкции и поддържащи системи за слънчеви паркинги и свързана инфраструктура. Компанията разполага с производствена база в Хебей и работи с клиенти от енергетичния и строителния сектор по изискванията за монтаж на обекта. За разработчиците, които строят слънчеви паркинги за зареждане на EV автомобили, наличието на структурен доставчик, който разбира условията на площадката и предаването на натоварвания, прави проекта по-безопасен и по-лесен за координация.