Czym jest parking z systemem ładowania pojazdów elektrycznych z magazynowaniem energii słonecznej?

Podstawowa koncepcja solar carport

Nawis nad parkingiem z ogniwami fotowoltaicznymi to konstrukcja parkingu z wbudowanymi w dach panelami fotowoltaicznymi. Wykonuje ona jednocześnie dwie funkcje: chroni pojazdy przed słońcem i deszczem oraz generuje energię elektryczną z tej samej powierzchni. Ta podwójna funkcja stanowi główny cel jej zastosowania. W przeciwieństwie do instalacji fotowoltaicznych na dachach, które rywalizują o ograniczoną powierzchnię dachu, nawis nad parkingiem wykorzystuje istniejące już miejsca postojowe, które zwykle pozostają nieużywane przez większość dnia. Dla obiektów, których dachy są zacienione, mają nietypową orientację lub po prostu są zbyt małe, nawis nad parkingiem umożliwia wykorzystanie potencjału słonecznego, który w przeciwnym razie byłby niedostępny. Samo urządzenie wykonane jest zazwyczaj ze stali lub aluminium, zaprojektowane tak, aby wytrzymać lokalne obciążenia wiatrem i śniegiem, a jego wysokość zapewnia swobodne przejazdy pojazdów pod nim.

Dodanie magazynowania zmienia grę

Panele słoneczne wytwarzają energię wyłącznie w godzinach, gdy świeci słońce. Powoduje to oczywistą niezgodność z ładowaniem pojazdów elektrycznych (EV), ponieważ większość kierowców podłącza je do ładowarki w nocy. Właśnie wtedy przychodzi na ratunek magazynowanie energii w bateriach. System akumulatorowy gromadzi nadmiar energii słonecznej wytworzonej w południe i uwalnia ją po zachodzie słońca. Efektem jest zestaw do ładowania, który może korzystać ze zgromadzonej energii słonecznej nawet w późnych godzinach wieczornych. Nowoczesne systemy często wykorzystują chemię litowo-żelazowo-fosforanową (LFP), zapewniającą dobrą stabilność termiczną oraz długą liczbę cykli ładowania/rozładowania. Projektowanie modułowe umożliwia rozpoczęcie od niewielkiego systemu i stopniowe jego rozszerzanie w miarę wzrostu zapotrzebowania. Warstwa magazynowania energii przekształca niestabilne źródło zasilania w niezawodne rozwiązanie do codziennego ładowania.

Jak poszczególne elementy współpracują ze sobą

System składa się z kilku warstw, które należy zaprojektować jako jedną całość. Konstrukcyjna osłona wspiera panele oraz wyposażenie do ładowania. Instalacja fotowoltaiczna przekształca światło słoneczne w energię elektryczną. Bank akumulatorów przechowuje nadmiar energii niezużywanej natychmiastowo. Infrastruktura ładowania dostarcza energii do pojazdów – od ładowarek przemysłowych AC (poziom 2) o mocy od 7 do 22 kW po szybkie ładowarki prądu stałego o mocy 50 kW i wyższej. System zarządzania energią integruje wszystkie te elementy, decydując, kiedy ładować akumulatory, kiedy dostarczać energię do pojazdów oraz kiedy pobierać ją z sieci energetycznej. Poprawne zaprojektowanie tej architektury od samego początku ma kluczowe znaczenie, ponieważ późniejsze montażowe dodawanie systemów magazynowania energii lub ładowarek do osłony niezaplanowanej na takie zastosowanie często wiąże się z wyższymi kosztami niż prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie całej infrastruktury od podstaw.

Dopasowanie systemu do rzeczywistego użytkowania pojazdów

Nawis nad słoneczny, który dobrze sprawdza się w jednej floty, może być niewłaściwy dla innej. Kluczową zmienną jest rzeczywisty czas postoju i ładowania pojazdów. Floty długotrwałego postoju w dzień, w których samochody przyjeżdżają rano i pozostają przez cały dzień, idealnie korespondują z produkcją energii słonecznej i mogą bezpośrednio pokryć znaczną część zapotrzebowania na energię do ładowania. Operacje z powrotem do bazy, w których pojazdy wyruszają wcześnie rano i wracają wieczorem, wymagają większej pojemności magazynowania energii, aby przesunąć energię słoneczną wytworzoną w południe na okres wieczornego ładowania. Operacje całodobowe stawiają zupełnie inne wymagania, często polegające na szybkim ładowaniu prądem stałym oraz większej pojemności magazynowania. Dobór mocy systemu bez zrozumienia cyklu pracy to zgadywanie, a zgadywanie prowadzi albo do marnowania mocy, albo do niezaspokojenia zapotrzebowania.

Te dane pochodzą z analiz ładowania flot i różnią się w zależności od długości trasy, klasy pojazdu oraz lokalnych zasobów energii słonecznej.

Rzeczywiste uwarunkowania i rzetelne ograniczenia

Projekt parkingu z dachem fotowoltaicznym to nie tylko projekt solarny. Obejmuje on inżynierię budowlaną, uzyskiwanie pozwoleń oraz często koordynację z istniejącym układem miejsc parkingowych i podziemnymi sieciami komunikacyjnymi. W przypadku projektu parkingu z dachem fotowoltaicznym o mocy 500 kWp w Kalifornii procedura uzyskiwania pozwoleń trwała od czterech do sześciu miesięcy, podczas gdy dla alternatywnego rozwiązania na dachu czas ten wynosił od dwóch do trzech miesięcy; koszt przypadający na wat był wyższy ze względu na konieczność budowy nowej konstrukcji. Mimo to parking z dachem fotowoltaicznym zapewnił większą moc i zintegrowane ładowanie, czego nie umożliwiałoby rozwiązanie na dachu. Innym czynnikiem, który często zaskakuje inwestorów, jest obciążenie wiatrem. Otwarte daszki są narażone na ciśnienie działające jednocześnie na górną i dolną powierzchnię paneli, a stosowanie współczynników obciążeń wiatrem przeznaczonych dla instalacji naziemnych zamiast przepisów dotyczących otwartych budynków może prowadzić do niedoszacowania siły unoszenia o 10–15 procent. Poprawne zaprojektowanie konstrukcji nośnej jest obowiązkowe.

Tam, gdzie zintegrowana produkcja przynosi różnicę

Przeprowadzenie projektu parkingowego systemu ładowania pojazdów elektrycznych z wykorzystaniem energii słonecznej i magazynowania energii od koncepcji do uruchomienia wymaga więcej niż tylko montażu komponentów pochodzących od różnych dostawców. Konstrukcja, system mocowania, integracja elektryczna oraz magazynowanie energii muszą działać jako spójny układ; niezgodności skutkują opóźnieniami i koniecznością modyfikacji w terenie. Kinpower buduje systemy wykorzystujące energię słoneczną i magazynowanie energii od momentu założenia firmy, dysponując wieloma bazami produkcyjnymi oraz zdolnościami zintegrowanymi pionowo, obejmującymi badania i rozwój (R&D), produkcję, projektowanie systemów oraz wsparcie projektowe. Zespół inżynierski wykonuje obliczenia konstrukcyjne i doboru rozmiaru systemu wewnętrznie, co zapewnia spójność między konstrukcją parkingowego systemu a instalacją fotowoltaiczną już od pierwszego rysunku projektowego. Dla projektów, w których cały system musi zostać dostarczony jako spójny pakiet, a nie jako zestaw oddzielnych komponentów, właśnie ta zintegrowana obsługa pozwala na realizację terminów zgodnych z rzeczywistością oraz utrzymanie stałej jakości.