คาร์พอร์ตสำหรับชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

แนวคิดพื้นฐานของที่จอดรถแบบใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ที่จอดรถแบบหลังคาโซลาร์เซลล์ คือ โครงสร้างคลุมพื้นที่จอดรถที่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้บนส่วนหลังคา ซึ่งทำหน้าที่พร้อมกันสองประการ คือ ปกป้องยานพาหนะจากแสงแดดและฝน ขณะเดียวกันก็ผลิตไฟฟ้าจากพื้นที่เดียวกันนั้น ความสามารถในการทำหน้าที่คู่นี้คือจุดประสงค์หลักทั้งหมด ต่างจากระบบโซลาร์เซลล์ติดตั้งบนหลังคา ซึ่งต้องแข่งขันเพื่อแย่งพื้นที่หลังคาที่มีจำกัด ที่จอดรถแบบหลังคาโซลาร์เซลล์ใช้พื้นที่จอดรถที่มีอยู่แล้ว ซึ่งโดยทั่วไปมักว่างเปล่าเป็นส่วนใหญ่ในระหว่างวัน สำหรับสถานที่ที่หลังคาถูกบังแสง มีทิศทางไม่เหมาะสม หรือมีขนาดเล็กเกินไป โครงสร้างแบบนี้จะช่วยเปิดโอกาสให้สามารถติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้ ซึ่งมิฉะนั้นจะไม่สามารถทำได้เลย โครงสร้างโดยทั่วไปทำจากเหล็กหรืออลูมิเนียม ออกแบบมาให้รับแรงลมและน้ำหนักหิมะตามสภาพท้องถิ่นได้ และยกสูงพอที่ยานพาหนะจะผ่านเข้าออกได้อย่างสะดวก

การเพิ่มระบบเก็บพลังงานเปลี่ยนกฎของเกมทั้งหมด

แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้เฉพาะเมื่อมีแสงแดด ซึ่งก่อให้เกิดความไม่สอดคล้องกันอย่างชัดเจนกับการชาร์จยานยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากผู้ขับขี่ส่วนใหญ่เสียบปลั๊กชาร์จในเวลากลางคืน นี่คือจุดที่ระบบแบตเตอรี่สำรองเข้ามามีบทบาท ระบบแบตเตอรี่จะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงกลางวัน และปล่อยพลังงานออกมาเมื่อพระอาทิตย์ตกดิน ผลลัพธ์คือระบบรับพลังงานสำหรับการชาร์จที่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ได้จนถึงช่วงเย็น ระบบสมัยใหม่มักใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเทียมเหล็กฟอสเฟต ซึ่งมีความเสถียรทางความร้อนดีและอายุการใช้งานยาวนาน การออกแบบแบบโมดูลาร์ทำให้สามารถเริ่มต้นใช้งานระบบขนาดเล็กก่อน แล้วค่อยขยายขนาดตามความต้องการที่เพิ่มขึ้น ชั้นเก็บพลังงานนี้คือสิ่งที่เปลี่ยนแหล่งพลังงานที่หยุดนิ่งเป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้จริงสำหรับการชาร์จประจำวัน

การทำงานร่วมกันของแต่ละส่วน

ระบบนี้มีหลายชั้นที่ต้องออกแบบให้สอดคล้องกันเป็นหนึ่งเดียว โครงสร้างหลังคาแบบคันไถรองรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์ชาร์จ แผงเซลล์แสงอาทิตย์เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้า แบตเตอรี่เก็บพลังงานส่วนที่ไม่ได้ใช้ทันที โครงสร้างพื้นฐานสำหรับการชาร์จจ่ายพลังงานไปยังยานพาหนะ ตั้งแต่เครื่องชาร์จ AC ระดับ 2 ที่กำลัง 7 ถึง 22 กิโลวัตต์ ไปจนถึงเครื่องชาร์จเร็วแบบ DC ที่กำลัง 50 กิโลวัตต์ขึ้นไป ระบบจัดการพลังงานทำหน้าที่ผสานทุกองค์ประกอบเข้าด้วยกัน โดยตัดสินใจว่าเมื่อใดควรชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อใดควรจ่ายพลังงานไปยังยานพาหนะ และเมื่อใดควรดึงพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้า การออกแบบสถาปัตยกรรมนี้ให้เหมาะสมตั้งแต่ขั้นตอนแรกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะการติดตั้งเพิ่มเติมระบบเก็บพลังงานหรือสถานีชาร์จลงบนโครงสร้างหลังคาที่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นั้น มักมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการสร้างให้ถูกต้องตั้งแต่ต้น

ปรับระบบที่ให้สอดคล้องกับการใช้งานจริงของยานพาหนะ

ที่จอดรถแบบติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมกับกองยานพาหนะหนึ่งกลุ่ม อาจไม่เหมาะกับอีกกลุ่มหนึ่งเลย ตัวแปรสำคัญคือช่วงเวลาที่ยานพาหนะจอดนิ่งและชาร์จไฟจริง ๆ สำหรับกองยานพาหนะที่จอดในเวลากลางวัน (Daytime dwell fleets) ซึ่งรถยนต์มาถึงตอนเช้าและจอดอยู่ตลอดทั้งวัน จะสอดคล้องกับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีมาก และสามารถลดภาระการชาร์จไฟได้โดยตรงในสัดส่วนที่สูงมาก สำหรับการดำเนินงานแบบกลับเข้าศูนย์กลาง (Return-to-depot operations) ซึ่งยานพาหนะออกเดินทางแต่เช้าตรู่และกลับมาถึงในเวลากลางคืน จะต้องใช้แบตเตอรี่เก็บพลังงานเพิ่มขึ้น เพื่อเลื่อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ในช่วงกลางวันไปใช้ในช่วงเวลาที่ชาร์จไฟตอนเย็น ส่วนการดำเนินงานตลอด 24 ชั่วโมงก็มีความต้องการที่ต่างออกไปอีก โดยมักพึ่งพาการชาร์จเร็วแบบกระแสตรง (DC fast charging) และความจุของระบบเก็บพลังงานที่ใหญ่กว่า การคำนวณขนาดระบบโดยไม่เข้าใจรูปแบบการใช้งานจริง (duty cycle) ถือเป็นการคาดเดาเท่านั้น ซึ่งจะนำไปสู่ทั้งการลงทุนส่วนเกินหรือไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้

ตัวเลขนี้ได้มาจากการวิเคราะห์การชาร์จยานพาหนะในฝูงบิน และอาจเปลี่ยนแปลงไปตามความยาวของเส้นทาง ประเภทของยานพาหนะ และทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น

ข้อพิจารณาจากโลกแห่งความเป็นจริงและข้อจำกัดที่ตรงไปตรงมา

โครงการหลังคาจอดรถไม่ใช่เพียงโครงการพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับวิศวกรรมโครงสร้าง การขออนุญาต และมักจำเป็นต้องประสานงานกับผังลานจอดรถที่มีอยู่แล้วรวมถึงระบบสาธารณูปโภคใต้ดินอีกด้วย สำหรับโครงการหลังคาจอดรถขนาด 500 กิโลวัตต์-พี ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ระยะเวลาในการขออนุญาตใช้เวลานาน 4 ถึง 6 เดือน เมื่อเทียบกับโครงการติดตั้งบนหลังคาซึ่งใช้เวลาเพียง 2 ถึง 3 เดือน และต้นทุนต่อวัตต์สูงกว่าเนื่องจากต้องสร้างโครงสร้างใหม่ อย่างไรก็ตาม โครงการหลังคาจอดรถสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้มากกว่าและรองรับการชาร์จยานยนต์ไฟฟ้าแบบบูรณาการ ซึ่งโครงการพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาไม่สามารถทำได้ อีกปัจจัยหนึ่งที่มักทำให้ผู้คนประหลาดใจคือแรงลม แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคาเปิดโล่งจะได้รับแรงดันพร้อมกันทั้งด้านบนและด้านล่าง และหากใช้สัมประสิทธิ์แรงลมสำหรับโครงสร้างติดตั้งบนพื้นดินแทนที่จะใช้ข้อกำหนดสำหรับอาคารเปิดโล่ง จะทำให้ประเมินแรงยกตัวต่ำกว่าความเป็นจริง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้น การออกแบบวิศวกรรมโครงสร้างอย่างถูกต้องจึงไม่ใช่เรื่องที่เลือกได้

ที่ซึ่งการผลิตแบบบูรณาการสร้างความแตกต่าง

การนำโครงสร้างที่รวมระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่สำรองมาใช้งานจริง ตั้งแต่ขั้นแนวคิดจนถึงขั้นตอนการส่งมอบและเริ่มใช้งานจริง ไม่ใช่เพียงแค่การประกอบชิ้นส่วนจากผู้ขายหลายรายเข้าด้วยกันเท่านั้น แต่ยังต้องให้โครงสร้างหลัก ระบบยึดติดแผงโซลาร์เซลล์ การบูรณาการระบบไฟฟ้า และระบบเก็บพลังงานทั้งหมดทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืน หากมีความไม่สอดคล้องกัน จะส่งผลให้เกิดความล่าช้าและการปรับเปลี่ยนในสถานที่จริง Kinpower ก่อตั้งขึ้นโดยมุ่งเน้นการผลิตระบบพลังงานแสงอาทิตย์และระบบเก็บพลังงานมาโดยตลอด มีฐานการผลิตหลายแห่ง พร้อมศักยภาพในการควบคุมกระบวนการผลิตแบบครบวงจร ครอบคลุมทั้งการวิจัยและพัฒนา การผลิต การออกแบบระบบทั้งระบบ และการสนับสนุนโครงการ ทีมวิศวกรของบริษัทดำเนินการคำนวณโครงสร้างและการกำหนดขนาดระบบด้วยตนเอง ทำให้โครงสร้างที่ใช้ติดตั้งรถและแผงโซลาร์เซลล์สอดคล้องกันตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น สำหรับโครงการที่ต้องการให้จัดส่งระบบทั้งระบบในรูปแบบแพ็กเกจที่ประสานงานกันอย่างลงตัว แทนที่จะเป็นเพียงการรวบรวมชิ้นส่วนแยกต่างหาก การบูรณาการแบบครบวงจรนี้จึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยรักษาความเป็นไปได้ของระยะเวลาดำเนินงานและรับประกันคุณภาพที่สม่ำเสมอ