Mi az egy napelemes tárolóval felszerelt elektromos járművek töltőállomása?

A napelemes töltőállomás alapvető elve

A napfényes autószállító tető egy parkoló árnyékoló szerkezet, amelynek tetőszerkezetébe napelemek vannak beépítve. Két feladatot is ellát egyszerre: védi az autókat a nap és az eső ellen, és ugyanazon a területen villamos energiát termel. Ez a kettős funkció éppen a lényeg. A tetőre szerelt napelemekkel ellentétben, amelyek korlátozott tetőfelületért versengenek, az autószállító tető a már meglévő, általában napi nagy részében üresen álló parkolóterületeket hasznosítja. Olyan helyszínek esetében, ahol a tető árnyékban van, furcsa irányba néz, vagy egyszerűen túl kicsi, az autószállító tető lehetővé teszi a napenergia-hasznosítást, amely máskülönben lehetetlen lenne. A szerkezet maga általában acélból vagy alumíniumból készül, úgy tervezték, hogy elviseli a helyi szél- és hóterheléseket, és elég magasra emelték ahhoz, hogy az autók kényelmesen áthaladhassanak alatta.

A tároló kapacitás hozzáadása megváltoztatja a játékot

A nappanelok csak akkor termelnek, amikor a Nap fent van. Ez nyilvánvalóan ellentmondásos helyzetet teremt az elektromos járművek (EV) töltésével, mivel a legtöbb vezető este csatlakoztatja járművét. Itt jön képbe az akkumulátoros tárolás. Egy akkumulátorrendszer a nappali túltermelést tárolja, és este bocsátja ki, amikor a Nap lement. Az eredmény egy olyan töltőrendszer, amely a tárolt napenergiával estig is működhet. A modern rendszerek gyakran litium-vas-foszfát (LFP) kémiai összetételt használnak, amely jó hőmérsékleti stabilitást és hosszú ciklusélettartamot biztosít. A moduláris kialakítás lehetővé teszi, hogy a rendszer kis méretben induljon, és igény szerint bővüljön. A tárolási réteg az, ami egy szakaszos energiaforrást olyan rendszerré alakít, amelyre valóban támaszkodhatunk a mindennapi töltéshez.

Az egyes elemek együttműködése

A rendszernek több rétege van, amelyeket egységes egészként kell tervezni. A szerkezeti átjáró a paneleket és a töltőberendezéseket támasztja alá. A napelemes tömb a napfényt elektromos energiává alakítja. Az akkumulátorbank tárolja azt az energiát, amelyet azonnal nem használnak fel. A töltőinfrastruktúra az energiaellátást biztosítja a járművek számára: a 7–22 kW-os váltóáramú (AC) második szintű töltőktől a 50 kW feletti egyenáramú (DC) gyors­töltőkig. Egy energia­kezelő rendszer összeköti az egészet, és dönt arról, mikor töltsön fel az akkumulátor, mikor juttasson energiát a járműveknek, és mikor vegyen le áramot a hálózatból. Fontos, hogy ezt az architektúrát már kezdetben helyesen tervezzék meg, mert a tároló- vagy töltőberendezések utólagos beépítése olyan átjáróba, amelyet eredetileg nem erre a célra terveztek, gyakran drágább, mint ha elsőre megfelelően építenék fel.

A rendszer igazítása a tényleges járműhasználathoz

Egy napenergiás autószállító fedélzet, amely jól működik egy flottánál, lehet, hogy rossz megoldás egy másiknál. A kulcskérdés az, mikor állnak valójában parkolásra és töltésre a járművek. A nappali tartózkodású flották – ahol az autók reggel érkeznek, és egész nap ott maradnak – tökéletesen illeszkednek a napenergia-termeléshez, és közvetlenül kiegyenlíthetik töltési igényük nagy részét. A visszatérő-depó üzemelésű flották – ahol a járművek korán indulnak, és este térnek vissza – több akkumulátortárolásra van szükségük, hogy a nappali napenergiát az esti töltési időszakra tolják át. A folyamatos, 24 órás üzemelésnek ismét más igényei vannak, gyakran DC gyors­töltést és nagyobb tárolókapacitást igényelnek. A méretezés a munkaciklus ismerete nélkül találgatás, a találgatás pedig vagy felesleges kapacitáshoz, vagy kielégítetlen igényhez vezet.

Ezek a számok a flottas töltési elemzésekből származnak, és változnak az útvonal hosszától, a jármű típusától és a helyi napsugárzás mennyiségétől.

Valós világbeli megfontolások és tisztességes korlátozások

Egy autószín-projekt nem csupán egy napenergia-projekt. Szerkezeti mérnöki szakértelmet, engedélyezést és gyakran meglévő parkolórendszerekkel való koordinációt, valamint földalatti közművekkel való egyeztetést is igényel. Egy 500 kWp teljesítményű autószín-projektnél Kaliforniában az engedélyezési folyamat négy–hat hónapig tartott, míg egy tetőre szerelhető alternatíva esetében ez két–három hónap volt; emellett a wattköltség magasabb volt az új szerkezet miatt. Ugyanakkor az autószín nagyobb kapacitást biztosított és integrált töltési lehetőséget, amelyet a tetőre szerelhető napenergia-rendszer nem tudott volna nyújtani. A szélterhelés egy további tényező, amely váratlanul éri a szakembereket. A nyitott árkádoknál a napelemek felső és alsó felületére egyszerre hat nyomás, és ha a talajra szerelt szerkezetek szélterhelési együtthatóit használjuk nyitott épületek helyett, akkor a felfelé ható erőt 10–15 százalékkal alábecsüljük. A megfelelő szerkezeti mérnöki tervezés elkerülhetetlen.

Ott, ahol az integrált gyártás különbséget tesz

Egy napenergiás tároló elektromos jármű-töltő szellőztetett tetőről az elképzeléstől a üzembe helyezésig való átmenet többet igényel, mint különböző beszállítóktól származó alkatrészek összeszerelése. A szerkezet, a rögzítőrendszer, az elektromos integráció és a tárolás mind összehangoltan kell működjön, és a nem megfelelő illeszkedés késésekhez és helyszíni módosításokhoz vezet. A Kinpower a megbízásától kezdve napenergia- és energiatároló rendszereket gyárt, több gyártóüzemmel és függőlegesen integrált képességekkel, amelyek lefedik a kutatás-fejlesztést, a gyártást, a rendszertervezést és a projekt-támogatást. A mérnöki csapat belsőleg végzi el a szerkezeti számításokat és a rendszer méretezését, így a töltőtető szerkezete és a napelemes rendszer már az első tervrajztól kezdve összehangolt. Azokban a projektekben, amelyeknél az egész rendszert koordinált csomagként kell szállítani, nem pedig különálló komponensek gyűjteményeként, éppen ez az integráció biztosítja a valósághű időkereteket és az egyenletes minőséget.