Ce este un acoperiș pentru încărcarea autovehiculelor electrice cu stocare solară?

Ideea de bază din spatele unui portic solar

Un carport solar este o acoperiș pentru parcări, dotat cu panouri fotovoltaice integrate în structura acoperișului său. Acesta îndeplinește două funcții simultan: protejează vehiculele de soare și ploaie și generează energie electrică pe aceeași suprafață. Această dublă funcționalitate reprezintă întregul scop. Spre deosebire de sistemele solare montate pe acoperiș, care concurează pentru spațiu limitat disponibil pe acoperiș, un carport utilizează zonele de parcare care există deja și care, de obicei, rămân neutilizate o mare parte a zilei. Pentru locațiile unde acoperișul este umbrit, orientat neobișnuit sau pur și simplu prea mic, carportul deschide posibilități de generare solară care altfel ar fi imposibile. Structura în sine este realizată, de obicei, din oțel sau aluminiu, proiectată pentru a rezista încărcărilor locale de vânt și zăpadă și ridicată la o înălțime suficientă pentru a permite trecerea confortabilă a vehiculelor dedesubt.

Adăugarea stocării schimbă complet jocul

Panourile solare produc energie doar când soarele este sus. Acest lucru creează o discrepanță evidentă pentru încărcarea vehiculelor electrice (EV), deoarece majoritatea șoferilor le conectează la rețea noaptea. Aici intervine stocarea energetică în baterii. Un sistem de baterii stochează excedentul de energie solară generat la amiază și îl eliberează când soarele apune. Rezultatul este un sistem de încărcare care poate funcționa pe baza energiei solare stocate până târziu în seara. Sistemele moderne folosesc adesea chimia litiu-fier-fosfat, care oferă o bună stabilitate termică și o durată lungă de viață în cicluri. Designurile modulare permit ca un sistem să înceapă mic și să se extindă pe măsură ce cerința crește. Stratul de stocare este cel care transformă o sursă de energie intermitentă într-o sursă pe care se poate conta efectiv pentru încărcarea zilnică.

Modul în care componentele funcționează împreună

Sistemul are mai multe straturi care trebuie proiectate ca un întreg. Acoperișul structural susține panourile și echipamentele de încărcare. Panourile solare transformă lumina solară în energie electrică. Bateria stochează energia care nu este utilizată imediat. Infrastructura de încărcare livrează energie vehiculelor, de la încărcătoare AC de nivel 2, cu o putere de 7–22 kW, până la încărcătoare rapide DC, cu o putere de 50 kW și peste. Un sistem de management al energiei le integrează pe toate, stabilind momentul potrivit pentru încărcarea bateriei, momentul livrării energiei către vehicule și momentul extragerii energiei din rețea. Proiectarea corectă a acestei arhitecturi încă de la început este esențială, deoarece adaptarea ulterioară a sistemelor de stocare sau a încărcătoarelor la un acoperiș care nu a fost conceput pentru ele costă adesea mai mult decât construirea corectă din prima fază.

Potrivirea sistemului cu utilizarea reală a vehiculelor

Un carport solar care funcționează bine pentru un anumit parc auto poate fi inadecvat pentru altul. Variabila-cheie este momentul în care vehiculele sunt efectiv parcate și încărcate. Parcurile cu staționare diurnă, unde mașinile sosesc dimineața și rămân întreaga zi, se aliniază perfect cu producția solară și pot compensa o mare parte din sarcina de încărcare direct. Operațiunile de întoarcere la depozit, unde vehiculele pleacă devreme și se întorc noaptea, necesită mai multă stocare prin baterii pentru a deplasa energia solară generată la mijlocul zilei în fereastra de încărcare din seară. Operațiunile non-stop au nevoi diferite, bazându-se adesea pe încărcare rapidă CC și pe o capacitate de stocare mai mare. Dimensionarea fără înțelegerea ciclului de funcționare este doar o presupunere, iar presupunerile duc fie la o capacitate irosită, fie la o cerință nesatisfăcută.

Aceste cifre provin din analizele de încărcare a flotelor și variază în funcție de lungimea traseului, clasa vehiculului și resursa locală de energie solară.

Considerente din lumea reală și limite oneste

Un proiect de acoperiș pentru autoturisme nu este doar un proiect solar. El implică inginerie structurală, obținerea autorizațiilor și, adesea, coordonarea cu amenajările existente ale parcărilor și cu utilitățile subterane. În cazul unui proiect de acoperiș pentru autoturisme de 500 kWp din California, durata procesului de autorizare a fost de patru până la șase luni, comparativ cu două până la trei luni pentru o soluție alternativă pe acoperiș, iar costul pe watt a fost mai ridicat datorită structurii noi. Cu toate acestea, acoperișul pentru autoturisme a oferit o capacitate mai mare și o integrare a sistemelor de încărcare pe care energia solară de pe acoperiș nu ar fi putut-o asigura. Încărcarea datorită vântului este un alt factor care surprinde mulți. Acoperișurile deschise suferă presiune atât pe partea superioară, cât și pe cea inferioară a panourilor, simultan, iar utilizarea coeficienților de încărcare datorită vântului pentru structuri montate pe sol, în locul prevederilor specifice pentru clădiri deschise, poate subestima forța de ridicare cu 10–15 la sută. Realizarea corectă a ingineriei structurale nu este opțională.

Unde producția integrată face diferența

Transformarea unui carport pentru încărcarea autovehiculelor electrice (EV) cu stocare solară din concept în fază de punere în funcțiune necesită mult mai mult decât asamblarea unor piese provenite de la diverși furnizori. Structura, sistemul de montare, integrarea electrică și stocarea trebuie să funcționeze împreună, iar incompatibilitățile se manifestă prin întârzieri și modificări pe teren. Kinpower construiește sisteme solare și de stocare a energiei încă de la înființarea sa, având mai multe baze de producție și capacități integrate vertical, care acoperă cercetarea și dezvoltarea (R&D), producția, proiectarea sistemelor și sprijinul pentru proiecte. Echipa de ingineri efectuează calculele structurale și dimensionarea sistemului intern, ceea ce asigură o aliniere perfectă între structura carportului și panourile solare încă de la prima schiță. Pentru proiectele care necesită livrarea întregului sistem ca un pachet coordonat, nu ca o colecție de componente separate, această integrare este ceea ce menține termenele realiste și calitatea constantă.