Зарядка электромобиля солнечной энергией: зарядка дома от солнечных панелей
Да — вы можете заряжать автомобиль электричеством, которое вырабатывают солнечные панели на крыше вашего дома. В подключённой к сети (on-grid) солнечной системе панели питают электропроводку дома; а поскольку домашнее зарядное устройство подключено к той же проводке, значительная часть зарядки, начатой при работающей солнечной выработке, покрывается напрямую солнцем. В этом руководстве мы простым языком объясняем, как работает система, сколько панелей нужно на примере расчёта и какие характеристики зарядного устройства работают с солнцем наиболее эффективно.
Идея заряжать автомобиль солнечной энергией объединяет две инвестиции — солнечную систему на крыше и домашнюю зарядную станцию — вокруг одной цели: снизить стоимость энергии на километр и питать машину электричеством собственной выработки. Начнём с важного уточнения: Bemis — производитель зарядных устройств для электромобилей; солнечные панели и инвертор относятся к отдельной группе оборудования и проектируются вашей солнечной компанией. Хорошая новость в том, что любая правильно организованная домашняя зарядная станция без проблем работает вместе с солнечной системой.
Как работает зарядка электромобиля от солнечных панелей?
Подавляющее большинство домашних солнечных систем подключено к сети, то есть работает в режиме on-grid. Панели вырабатывают из солнца постоянный ток (DC); инвертор преобразует его в переменный ток (AC), используемый в доме, и подаёт в главный электрощит. С этого момента выработанная энергия питает тот прибор, который работает в данный момент, — холодильник, кондиционер и, конечно, зарядное устройство электромобиля. Если выработка меньше потребления, разница дополняется из сети; если больше, излишек отдаётся в сеть. Весь этот процесс автоматический: начиная зарядку, вам не нужно думать, какой источник используется в фоне.
В такой архитектуре роль зарядного устройства ясна: настенная зарядная станция (wallbox) подключается к щиту дома и безопасно передаёт автомобилю энергию, поступающую из щита. Идёт ли энергия в этот момент от панели или из сети, на работу зарядного устройства не влияет — поэтому искать «специальное зарядное устройство для солнца» не нужно. Гибридный инвертор, используемый в системах с накопителем, тоже не меняет эту логику: он управляет панелями и батареей и питает щит дома; домашнее зарядное устройство по-прежнему работает от щита. По-настоящему повышает солнечную долю то, что зарядку подгадывают под часы высокой выработки и что зарядный ток можно настроить под выработку.
- Панели вырабатывают DC → инвертор преобразует в AC → главный щит питает и дом, и зарядное устройство.
- Если солнца достаточно, зарядка идёт в основном от панелей; если нет, недостающее дополняется из сети — зарядка никогда не прерывается.
- Wallbox работает независимо от марки панелей и инвертора; особая «солнечная версия» зарядного устройства не нужна.
- Подключение к щиту и монтаж в любом случае должен выполнять квалифицированный электромонтажник.
Сколько панелей и сколько кВт нужно? Условный пример расчёта
Ответ зависит от расхода вашего автомобиля и от того, сколько километров вы проезжаете в день. Начнём с распространённого допущения: электромобиль расходует на 100 километрах примерно 15-20 кВт·ч. При таком допущении суточная потребность водителя, проезжающего в среднем 40 км в день, составляет около 6-8 кВт·ч; с учётом примерно 10 % потерь при зарядке выработка порядка 7-9 кВт·ч в сутки покрывает такое использование.
На стороне панелей возьмём тоже условное среднее: допустим, что 1 кВт·п установленной мощности в условиях Турции вырабатывает в среднем 3,5-4,5 кВт·ч в сутки (это заметно меняется в зависимости от региона, сезона, ориентации крыши и затенения — эти значения приведены лишь для ориентира). Соединив оба допущения, получаем такую картину:
| Суточный пробег | Примерная потребность в энергии | Условная мощность панелей | Число панелей (при 450 Вт·п) |
|---|---|---|---|
| 20 км | 3-4 кВт·ч | ~1 кВт·п | 2-3 панели |
| 40 км | 6-8 кВт·ч | ~1,5-2 кВт·п | 4-5 панелей |
| 100 км | 15-20 кВт·ч | ~4-5 кВт·п | 9-12 панелей |
Важны две оговорки. Во-первых, этот расчёт показывает только долю автомобиля; мощность для собственного потребления дома (бытовая техника, освещение, кондиционер) планируется отдельно. Во-вторых, выработка сезонна — система, летом превышающая суточную цель, зимой может оказаться ниже неё. Реальный расчёт уточняется при обследовании, которое проведёт ваша солнечная компания, исходя из площади крыши, ориентации, уклона и профиля потребления. Пользуйтесь приведёнными здесь величинами как первым ориентиром, а решение об инвестициях основывайте на обследовании.
Какое зарядное устройство подходит для солнечной энергии?
Технически любая домашняя зарядная станция AC с разъёмом Type 2 работает в доме с солнечной системой. Однако свойство, которое даёт разницу в эффективности, таково: возможность регулировать зарядный ток, а значит и мощность. Солнечная выработка постоянно меняется в течение дня; она достигает пика около полудня и снижается утром и вечером. Когда вы можете снизить мощность зарядки на ступень ниже, потребляемая устройством мощность приближается к выработке и большая часть зарядки покрывается панелями, а не сетью. В часы обильной выработки вы повышаете ступень и быстрее переносите солнце в автомобиль.
Bemis Charger Plus 2 и Charger Pro 2 дают именно такую гибкость: уровень мощности регулируется в диапазоне 4-7-11-22 кВт (6-10-16-32 A). Алгоритм умной зарядки Plus 2 автоматически подстраивается под максимальный ток, принимаемый автомобилем; функция автоматического запуска зарядки сама продолжает зарядку, когда после отключения возвращается электричество. Pro 2 добавляет расширенное управление нагрузкой (DLM), поддержку OCPP 1.6 и авторизацию пользователей; в подключаемых моделях удалённое включение и выключение, таймер и просмотр истории зарядки выполняются через мобильное приложение. Обе модели можно устанавливать на открытом воздухе благодаря корпусу с защитой IP65.
Почему динамическая балансировка нагрузки выгодна в доме с солнцем?
Балансировка нагрузки (DLM) следит за общим потреблением дома и автоматически подстраивает мощность зарядки под безопасный предел проводки. В доме с солнечной системой практический смысл таков: в полдень, когда выработка высока и крупные потребители не работают, зарядка идёт на высокой мощности; когда включаются такие нагрузки, как духовка или кондиционер, зарядка автоматически снижается, а при уменьшении нагрузки снова растёт. Так и главный автомат защищён, и часы обильной выработки используются максимально эффективно без перегрузки проводки. Планирование зарядки таймером на полуденный промежуток пиковой выработки — ещё один простой и действенный способ повысить солнечную долю.
Для тех, кто не хочет стационарного монтажа, или у кого есть вторая площадка — например, загородный или летний дом с солнечной системой, — практичной альтернативой становится Bemis Pro Mobile 2: в этом портативном трёхфазном зарядном устройстве мощностью 11-22 кВт ток настраивается в 6 ступеней (6/10/16/20/25/32 A) из мобильного приложения или кнопкой на устройстве. Низкие ступени облегчают покрытие значительной части зарядки солнцем даже в небольших системах с ограниченной выработкой. Класс защиты IP65 и диапазон работы -40 °C / +55 °C делают устройство пригодным для наружного применения круглый год; в комплекте идут сумка для переноски и переходник на однофазную вилку.
Выберите совместимое с солнечной энергией зарядное устройство с регулируемым током — определим подходящую вашей задаче модель вместе.
Посмотреть зарядные станции AC wallboxКак продолжается зарядка ночью и в облачные дни?
Главное удобство системы on-grid — непрерывность: когда солнца не хватает, недостающая часть дополняется из сети без каких-либо действий с вашей стороны. При ночной зарядке энергия полностью поступает из сети; в облачные дни выработка падает, но не обнуляется — панели продолжают давать уменьшенный вклад, остальное берёт на себя сеть. Зарядка автомобиля ни в одном сценарии не остаётся незавершённой. Если ваш тариф на электроэнергию ночью выгоднее, вы можете управлять и стоимостью бессолнечных часов, запланировав зарядку на ночь таймером зарядного устройства.
Системы с накопителем (с гибридным инвертором) сохраняют избыток энергии, выработанный днём, и отдают его вечером; эта энергия прежде всего облегчает собственное потребление дома. Поскольку батарея автомобиля намного больше домашних накопительных батарей, покрывать ночную зарядку машины целиком из домашней батареи в большинстве установок нереалистично — накопитель стоит рассматривать как поддержку, а не как полную зарядку автомобиля. Коротко говоря, самая эффективная схема такова: по возможности планировать зарядку на солнечные часы, настраивать ток под выработку и добирать оставшееся из сети по ночному тарифу.
Bemis выпускает зарядные станции AC для дома и предприятий, опираясь на наследие Bemis Teknik, которая производит в Бурсе с 1994 года. После того как панельную и инверторную часть вашей солнечной системы спроектирует ваша солнечная компания, зарядную часть можно дополнить моделями с регулируемым током Charger Plus 2 и Charger Pro 2 либо портативной Pro Mobile 2. Чтобы решить, какая модель подходит именно вам, свяжитесь с нами через страницу «Контакты».
Часто задаваемые вопросы
Можно ли заряжать электромобиль напрямую от солнечной панели?
Постоянный ток (DC), вырабатываемый панелью, не подаётся в автомобиль напрямую; сначала инвертор преобразует его в используемый в доме переменный ток (AC) и передаёт в главный электрощит. Поскольку ваше домашнее зарядное устройство работает от этого щита, значительная часть зарядки, выполняемой при работающей солнечной выработке, покрывается панелями; недостающее автоматически дополняется из сети. То есть «зарядка от панели» на практике означает зарядку от домашней проводки, питаемой подключённой к сети (on-grid) солнечной системой. В такой схеме зарядному устройству не нужно особое оснащение; любой wallbox AC с разъёмом Type 2 совместим с системой.
Сколько солнечных панелей нужно для зарядки электромобиля?
Объясним на условном примере: электромобили расходуют на 100 км примерно 15-20 кВт·ч; водителю, проезжающему 40 км в день, требуется 6-8 кВт·ч в сутки. Если принять, что 1 кВт·п установленной мощности в среднем по Турции даёт около 3,5-4,5 кВт·ч в сутки, для такого использования достаточно 1,5-2 кВт·п — то есть 4-5 панелей по 450 Вт·п. Для 100 км в день потребность возрастает до 4-5 кВт·п (9-12 панелей). Эти величины приведены лишь для ориентира; реальное число панелей определяется обследованием солнечной компании с учётом ориентации и уклона вашей крыши, региона, сезона и собственного потребления дома.
Нужно ли особое зарядное устройство для зарядки от солнца?
Нет. В доме с подключённой к сети солнечной системой обычная зарядная станция AC с разъёмом Type 2 работает без проблем, потому что устройство берёт энергию не от панелей, а из щита дома. Свойство, повышающее эффективность, — регулировка тока: у Bemis Charger Plus 2 и Charger Pro 2 мощность регулируется в диапазоне 4-7-11-22 кВт; у портативной Pro Mobile 2 ток выбирается в 6 ступеней (6-32 A) из мобильного приложения или кнопкой на устройстве. Низкие ступени приближают потребляемую мощность к солнечной выработке, высокие — ускоряют зарядку в часы обильной выработки. Так одно и то же устройство эффективно используется и в солнечные, и в бессолнечные часы.
Работают ли вместе гибридный инвертор и домашнее зарядное устройство?
Да. Гибридный инвертор — это оборудование, которое управляет солнечными панелями и, при наличии, накопительной батареей и питает главный щит дома. Домашнее зарядное устройство — отдельный прибор, подключённый к этому щиту. Напрямую друг с другом они не соединяются, а работают вместе через одну и ту же проводку — поэтому марки инвертора и зарядного устройства совпадать не обязаны. Модели wallbox от Bemis можно устанавливать в любом доме с системой on-grid или гибридной, независимо от инфраструктуры панелей и инвертора. Достаточно, чтобы подключение выполнялось через щит, с подходящими защитными аппаратами и квалифицированным электромонтажником. Подтверждение пригодности проводки обследованием до монтажа обеспечивает надёжное продвижение и солнечной, и зарядной инвестиции.
Как проходит зарядка автомобиля ночью или в облачную погоду?
В подключённых к сети (on-grid) системах зарядка никогда не прерывается: когда солнечной выработки не хватает, недостающая часть автоматически дополняется из сети. Ночная зарядка полностью питается от сети; в облачные дни панели продолжают давать уменьшенный вклад, а разницу вновь берёт на себя сеть. Если ночью тариф выгоднее, вы можете управлять и стоимостью бессолнечных часов, запланировав зарядку на ночные часы таймером зарядного устройства. Системы с накопителем переносят дневной избыток на вечер; однако, поскольку батарея автомобиля намного больше домашней, накопитель стоит считать поддержкой, а не полной зарядкой машины.
