Co je solární nabíjecí stání pro elektromobily s akumulací energie?

Základní myšlenka solárního stání

Solární stání je parkovací přístřešek s fotovoltaickými panely integrovanými do jeho střešní konstrukce. Plní dva úkoly najedou. Chrání vozidla před sluncem a deštěm a zároveň vyrábí elektřinu na stejném plošném základě. Právě tato dvojí funkce je hlavním cílem. Na rozdíl od střešních solárních systémů, které soutěží o omezený prostor na střeše, solární stání využívá již existující parkovací plochy, které během většiny dne obvykle nejsou využívány. Pro místa, kde je střecha zastíněná, špatně orientovaná nebo prostě příliš malá, umožňuje solární stání využít solární kapacitu, která by jinak nebyla možná. Samotná konstrukce je obvykle z oceli nebo hliníku, navržená tak, aby odolala místním zatížením větrem a sněhem, a zvednutá dostatečně vysoko, aby pod ní vozidla mohla pohodlně projet.

Přidání akumulace mění pravidla hry

Sluneční panely produkují energii pouze za slunečného svitu. To vytváří zjevnou nesouladnost s nabíjením elektromobilů (EV), protože většina řidičů připojuje vozidlo k nabíjení v noci. Právě zde nastupuje akumulace energie v bateriích. Bateriový systém ukládá přebytečnou sluneční energii vyrobenou v poledne a uvolňuje ji poté, co slunce zapadne. Výsledkem je nabíjecí uspořádání, které může fungovat na uložené sluneční energii až do večera. Moderní systémy často využívají chemii lithno-železo-fosfátu (LFP), která nabízí dobrou tepelnou stabilitu a dlouhou životnost v počtu cyklů. Modulární konstrukce umožňuje systému začít s malou kapacitou a postupně se rozšiřovat podle rostoucí poptávky. Vrstva akumulace je tím, co přeměňuje nepřetržitý zdroj energie na spolehlivý zdroj, který lze skutečně využívat pro každodenní nabíjení.

Jak jednotlivé části spolupracují

Systém má několik vrstev, které je třeba navrhnout jako celek. Konstrukční stříška podporuje panely i nabíjecí zařízení. Fotovoltaické pole přeměňuje sluneční záření na elektrickou energii. Akumulátorová baterie ukládá energii, která se nepoužije okamžitě. Nabíjecí infrastruktura dodává výkon vozidlům – od střídavých nabíječek úrovně 2 (7 až 22 kW) po stejnosměrné rychlonabíječky (50 kW a více). Systém řízení energie spojuje všechny tyto komponenty a rozhoduje, kdy nabíjet baterii, kdy dodávat výkon vozidlům a kdy čerpat energii ze sítě. Je důležité tento architektonický návrh zpravit hned od začátku, protože dodatečné instalace akumulátorů nebo nabíječek do stříšky, která pro ně nebyla původně navržena, často vyjdou dražší než jejich správná výstavba od samého počátku.

Přizpůsobení systému skutečnému provozu vozidel

Sluneční stříška, která je vhodná pro jednu flotilu, může být pro jinou zcela nevhodná. Klíčovou proměnnou je skutečný čas, kdy jsou vozidla zaparkována a nabíjena. Flotily s denním pobytem, kdy auta přijedou ráno a zůstanou celý den, se ideálně shodují s výrobou sluneční energie a mohou přímo kompenzovat významnou část svého nabíjecího zatížení. Provozy s návratem do depa, kdy vozidla odjedou brzy ráno a vrátí se až večer, vyžadují více akumulátorové kapacity, aby přesunuly sluneční energii vyrobenou v poledne do večerního okna nabíjení. Provozy 24 hodin denně mají opět jiné potřeby, často spoléhají na rychlé nabíjení stejnosměrným proudem (DC) a větší akumulátorovou kapacitu. Dimenzování bez pochopení provozního cyklu je pouhý odhad, a odhad vede buď k plýtvání kapacitou, nebo k nedostatečnému uspokojení poptávky.

Tyto údaje pocházejí z analýz nabíjení vozového parku a liší se v závislosti na délce trasy, třídě vozidla a místním slunečním zdroji.

Skutečné podmínky a upřímná omezení

Projekt stříšky pro auta není pouze solárním projektem. Zahrnuje statické posouzení konstrukce, získání povolení a často i koordinaci s existujícím uspořádáním parkoviště a podzemními komunikacemi. U projektu stříšky pro auta o výkonu 500 kWp v Kalifornii trvalo získání povolení čtyři až šest měsíců, zatímco u alternativního řešení na střeše to byly dva až tři měsíce, a cena za watt byla vyšší kvůli nové konstrukci. Přesto stříška pro auta poskytla větší výkon a integrované nabíjení, které střešní fotovoltaika nedokáže nabídnout. Dalším faktorem, který lidem často unikne, je zatížení větrem. Otevřené stříšky jsou zatíženy tlakem současně na horní i spodní straně panelů, a použití koeficientů pro pozemní montáž místo koeficientů pro otevřené budovy může podcenit zvedací sílu o 10 až 15 procent. Správné statické posouzení konstrukce je povinné.

Kde integrovaná výroba skutečně přináší rozdíl

Realizace solárního nabíjecího stání pro elektromobily s akumulací energie – od návrhu až po uvedení do provozu – vyžaduje více než pouhé spojení komponent od různých dodavatelů. Konstrukce, montážní systém, elektrická integrace i akumulace energie musí fungovat jako jednotný celek; nesoulad mezi jednotlivými částmi se projevuje zpožděními a úpravami přímo na stavbě. Společnost Kinpower se zabývá výrobou solárních systémů a systémů akumulace energie od svého založení, disponuje několika výrobními závody a vertikálně integrovanými schopnostmi pokrývajícími výzkum a vývoj, výrobu, návrh systémů a podporu projektů. Inženýrský tým provádí výpočty nosné konstrukce i dimenzování celého systému interně, čímž je již od prvního náčrtu zajištěna dokonalá soulad mezi konstrukcí stání a solárním polem. Pro projekty, které vyžadují dodání kompletního systému jako koordinovaného balíčku namísto souboru samostatných komponent, je právě tato integrace klíčová pro dodržení realistických termínů a zachování stálé kvality.