Jak dlouho bude trvat nabití baterie ze solárního panelu?

Zajímá vás, zda si můžete elektromobil nabít doma a jaká je cena nabíjení? To jsou první otázky, které napadají lidi, kteří chtějí tuto moderní technologii využívat. Předvídání jakýchkoli pochybností: ano, je to docela možné. Zjistěte, kolik stojí nabíjení elektromobilu doma a jak dlouho to trvá.

Můžete si nabíjet elektromobil doma?

Dnes není otázka nabíjení elektromobilu doma tak překvapivá, jako by tomu bylo ještě před pár lety. Pravda, plně elektrická auta jsou v Rusku stále vzácná (na konci srpna 2021 jich bylo registrováno jen necelých 30 000), a pokud ano, jsou spojeny s veřejnými dobíjecími stanicemi například v největších obchodech a obchodních centrech. Je však zcela možné nabíjet auto doma, například v garáži nebo na zahradě – vyžaduje to investici, ale je na dosah.

Auto můžete nabíjet různými způsoby – stačí si vybrat řešení pro vaše konkrétní zařízení. Například fotovoltaický přístřešek pro auto je krytý stojan pro vozidlo, na kterém jsou instalovány solární panely pro nabíjení vozidla prostřednictvím připojené nabíječky. Můžete také investovat do vyhrazené nástěnné nabíjecí stanice (nazývané nástěnný box). Nejjednodušší je však zavést kabel do nejbližší standardní zásuvky 230V.

Kolik stojí nabíjení elektromobilu doma?

Neříkejme si legraci – doba nabíjení elektromobilu není tak důležitá jako náklady s tím spojené. Uživatelé takových vozidel si mohou vybrat předplatné, které jim umožní za určitou částku využívat stanice dostupné ve veřejných prostorách. Pro mnoho lidí je však nejlepším řešením nabíjet auto ze zásuvky doma. Pak byste měli odhadnout náklady spojené s používáním elektřiny a domácího bateriového napájení.

1. Podívejte se na výsledky homologačních testů, jakou má vaše auto spotřebu – například BMW i3 spotřebuje kolem 13-14 kWh na 100 km.
2. Pak zvažte, jak daleko průměrně najedete svým elektromobilem. Uživatelé elektromobilů ujedou v průměru 40–60 km denně.
3. Zvažte tarif, který používáte – jednotarifní nebo vícetarifní. Zkontrolujte si ceník vašeho dodavatele energií.

Na internetu najdete aktuální ceny elektřiny v daném tarifu. S přihlédnutím k průměrné spotřebě energie můžete odhadnout, kolik stojí nabíjení elektromobilu doma – samozřejmě na roční bázi.

Je možné snížit tyto náklady, například asi 10-20 tisíc rublů? Ano, jistě. Řešením jsou solární panely. Optimálně navržená a konstruovaná instalace mu umožní samostatně spotřebovávat elektřinu získanou ze slunečního záření. Když už mluvíme o nákladech, měli byste také diskutovat o nákladech na nabíjení elektrických vozidel. S jakými náklady musíte počítat? Investice do vlastní nabíjecí stanice činí několik desítek tisíc rublů v závislosti na preferovaném modelu.

Jak dlouho trvá nabití elektromobilu?

Už víte, že fotovoltaika je způsob, jak zlevnit nabíjení elektromobilů doma. Ale to není všechno. Otázkou zůstává, jak dlouho trvá nabití elektromobilu. Pro mnoho lidí je to důležitá informace. Zjistěte si optimální dobu nabíjení elektromobilu a faktory, které ji ovlivňují.

Nejdéle trvá nabití auta ze zásuvky – podle kapacity baterie auta asi 10 hodin (například v oblíbeném Nissanu Leaf). To je způsobeno relativně nízkým nabíjecím výkonem. Můžete mít variabilní noční sazbu, kdy v noci platíte za elektřinu méně než ve dne. Nechat přes noc plně nabité auto je pak nejen pohodlné, ale také výhodné.

Těžko zakrýt fakt, že pár až několik hodin nabíjení je bezproblémová vyhlídka pro lidi, kteří mají ve světě prostě spoustu povinností a hodně cestují. V takové situaci je dobrým řešením mít vlastní nabíjecí stanici pro elektromobily, tedy soukromou nabíječku, kterou lze například namontovat na zeď jako nástěnnou krabici nebo instalovat jako součást přístřešku pro auto. Pak je velmi výhodná i dotace na fotovoltaiku. Za elektřinu zaplatíte méně a nabíjíte výkonem od 6 do 22 kW. To také ovlivňuje rychlost nabíjení. Ne ze zásuvky, ale přes nabíječku můžete plně napájet auto za 5-6 hodin (například vůz Tesla vybavený 90 kWh baterií).

Určitě se ptáte, jak dlouho trvá nabití elektromobilu doma. Poznámka:

• vlastní preference a životní styl,
• náklady na instalaci domácí nabíječky,
• kapacita autobaterie,
• názory odborníků v oblasti elektrických vozidel.

Nabíjet auto z fotovoltaických panelů?

Je těžké předvídat budoucnost automobilového průmyslu, ale pokud víte, co je fotovoltaika, víte, že obnovitelná energie již hraje a pravděpodobně bude hrát ještě větší roli ve způsobu, jakým se pohybujeme po ulicích. Nabíjení auta ze solárních panelů. Kdo ví, fotovoltaika pro domácnost se již postupně stává standardem.

Vlastní instalace totiž znamená, že můžete výrazně snížit své účty za energii. A pokud ano, pak ani elektromobil, který vyžaduje mnoho hodin nabíjení ze zásuvky nebo stanice, vám nebude generovat náklady.

Shrnutí

Už víte, zda si můžete nabíjet elektromobil doma. To je nejrealističtější vyhlídka. Konečné náklady na nabíjení elektromobilů doma samozřejmě závisí na individuálních faktorech, včetně technických parametrů vozu a vzdáleností, které ujedete. Problémy jsou i s tarify. Ceny energií rostou a to je citelný problém. Pozor však na avizované dotace na obnovitelné zdroje energie. Díky tomu je fotovoltaika mnohem dostupnější pro firmy i jednotlivce a vy můžete snížit své účty a jezdit po okolí bez obav o náklady!

Co lze napájet jedním 100W solárním panelem? Tuto otázku často slýcháme od nováčků ve světě solární energie i od těch, kteří se do ní teprve chystají ponořit.
Obvykle, když navrhujeme solární elektrárnu, začínáme se seznamem elektrospotřebičů, které by měla solární elektrárna napájet, tzn. Sestavujeme seznam nákladu. Na základě toho se volí počet a výkon solárních panelů a také související zařízení. Nyní uděláme opak. Podívejme se, co můžeme napájet z jednoho 100wattového solárního panelu.

„100W“ ≠ 100W

Když řekneme, že solární panel má výkon 100W, pak takový výkon vyrobí při intenzitě slunečního záření 1000W/m². Obvykle se tato intenzita vyskytuje v létě za jasného počasí, kdy je slunce za zenitem. Výrobci samozřejmě neběhají venku se solárním panelem pokaždé, když testují svůj výkon za určitých laboratorních podmínek – STC (Standard Test Conditions) nebo tzv. „standardních testovacích podmínek“. Tyto podmínky jsou následující:

• intenzita slunečního záření 1000 W/m²
• teplota vzduchu 25°С
• sluneční paprsky dopadají kolmo na solární panel
• rychlost větru je nulová
• vzduchová hmotnost 1.5
• nějaká další kritéria

Skutečný výkon solárních panelů se proto může lišit v závislosti na vnějších povětrnostních podmínkách. Při výpočtu obvykle podhodnocujeme výkon solárních panelů na základě rozdílu mezi laboratorním testováním a vaší skutečnou instalací.
Pokud má 12V solární panel výkon 100W, pak to znamená okamžitý výkon. Pokud provádíme měření za podmínek STC, měli bychom dostat výstupní napětí ~18V a proud 5.55A. Výkon je součinem napětí a proudu (P=V*I), takže 18V·5.55A = 100W.

Zde můžete dokonce nakreslit malou analogii s autem; síla je jako rychlost auta. Pokud auto jede konstantní rychlostí 100 km/h, tak za 1 hodinu ujede 100 km. To samé se solárním panelem. Chcete-li určit, kolik energie bude vyrobeno za určitý čas, musíte vynásobit počet wattů počtem hodin. Například za 1 hodinu se vygeneruje 100 W x 1 hodina = 100 watthodin = 100 Wh.

Pokud toto vše uvážíme na konkrétním solárním panelu, pak můžeme vzít solární panel Delta SM 100-12P s optimálním provozním napětím 18.1V (Ump) a optimálním provozním proudem 5.52A. 18.1V x 5.52A = 99.91W (100W).

Co lze napsat ze 100W solárního panelu?

Nyní musíme zjistit, kolik hodin zapojit do rovnice, abychom určili, kolik energie solární panel vygeneruje za den. Kolik hodin skutečného slunečního záření odpovídá standardním testovacím podmínkám? Jak jsme poznamenali výše, intenzita slunečního záření je blízká nebo shodná s těmi testovacími v poledne, kdy je slunce za zenitem, tedy v době 12.00-13.00.

Kolik hodin bude solární panel během dne vystaven slunečnímu záření?

Intenzita slunečního záření během dne

Počet hodin slunečního světla rovnající se poledni se nazývá sluneční záření nebo efektivní sluneční hodina (ESH, Effective Solar Hours).
Dobře víte, že i když slunce vychází v 8 hodin ráno, není tak jasné jako v poledne. Pokud je tedy délka slunečného dne 10-12 hodin, nemůžete jednoduše vynásobit 100W x 10 hodin (nebo 12). Mezi 8. a 9. hodinou je tedy intenzita slunce přibližně poloviční než v poledne. 1 ranní hodina se tedy přibližně rovná polovině efektivní sluneční hodiny. Navíc v zimě je denní světlo mnohem kratší než v létě a intenzita záření je také slabší – tzn. Počet efektivních hodin slunečního svitu se v průběhu roku velmi liší.

Vliv umístění na výrobu energie

Vaše poloha také určuje počet efektivních hodin slunečního svitu. Například pro Kazaň je počet efektivních hodin slunečního svitu 3.5 hodiny, pro Moskvu 3 hodiny, pro Krasnodar 3.7 hodiny – to jsou průměrné hodnoty za den po celý rok podle údajů z webu NREL PVWatts Calculator.

Zohledňujeme využití během celého roku

Vrátíme-li se k aktuální problematice, co lze napájet ze 100W panelu, nyní je třeba zvážit, zda jej budete využívat celoročně nebo jen v určitém období, například v období jaro-podzim. Pokud chcete používat po celý rok, pak je potřeba zvážit nejhorší možný scénář, tzn. nejhorší měsíc v roce pro solární energii.

K tomu můžete využít další užitečnou službu, je poněkud podobná NREL PVWatts Calculator, ale okamžitě zobrazí optimální úhel solárních panelů pro vaši lokalitu. Tato služba je celá v angličtině, ale vše je intuitivní a vy sami během pár minut zjistíte, co je co.

Nejprve z rozbalovacího seznamu musíte vybrat zemi (Ruská federace), poté město (Kazan’) a poté směr solárních panelů, v našem případě vybereme jih (Facing direct South).

Dále systém nabízí výběr úhlu sklonu solárního panelu z několika navrhovaných možností:

• Vertikální povrch
• Optimální průměrný roční úhel
• Změna úhlu sklonu v průběhu roku
• Maximální zimní výkon
• Maximální letní výkon
• Plochý povrch

Jelikož umisťujeme jeden 100W panel, umístěme jej pod „zimním“ úhlem. Pro Kazaň je nejhorším měsícem v roce prosinec s průměrem pouze 1.41 efektivní hodiny slunečního svitu denně. Ukazuje se, že v prosinci za jeden den 100W vygeneruje 141Wh. Jen je třeba pamatovat na to, že se jedná o průměrnou hodnotu za celý měsíc, takže v některé dny bude produkce více, jindy méně a jindy se může této hodnotě i blížit, ale ne každý den. V průměru, když sečteme generování za všechny dny v prosinci a vydělíme počtem dní, dostaneme hodnotu blízkou 141Wh.

Zohlednění ztrát

Nic ve skutečně fungujícím systému není beze ztrát, takže je potřeba počítat s úbytkem napětí na vodičích, prachem a nečistotami na povrchu solárních panelů, ztrátami na regulátoru nabíjení atp. Proto vynásobíme 141Wh x 0,7 = 98.7Wh (30% ztrátový faktor). To je stejné jako ztráta 1/3 generovaného výkonu, ale taková je realita a není z ní úniku. Výsledkem bylo, že v prosinci jsme obdrželi cca. 100 Wh/den. Co můžete nyní dělat s touto silou?

Výběr ovladače nabíjení a baterie pro skladování energie

Pro začátek je potřeba vytvořenou energii někde uložit, aby mohla být použita později, když bude potřeba. K uskladnění slouží dobíjecí baterie. Předtím potřebujeme regulátor nabíjení, který reguluje proces dodávání energie do baterie s hlubokým cyklem, kterou lze pravidelně nabíjet a vybíjet. EPSOLAR 1012LS je ideální jako regulátor nabíjení – je to jednoduchý, ale spolehlivý PWM regulátor nabíjení se jmenovitým napětím 12V a maximálním nabíjecím proudem až 10A.

Regulátor nabíjení Epsolar LS 1012EU 10A

Jakou kapacitu baterie mám použít? Máme tedy 100Wh, kterými nabijeme 12V baterii. Protože watty dělené volty se rovnají ampérům, dostaneme 100Wh: 12V ~8Ah. Navzdory tomu, že používáme baterie s hlubokým cyklem, stále se nerady vybíjejí na více než 50 % (nejlepší možností je vybít maximálně na třetinu). Pak je optimální varianta baterie na zimu 8Ah x 2 = 16Ah.
Množství energie, kterou baterie dokáže uložit, se liší v závislosti na teplotě. Takže uložená energie při 0 °C je o 15 % menší než při 20 °C, takže vynásobíme 16Ah x 1.15 = 18.4Ah.

Výběr měniče

Dále musíme pomocí měniče převést stejnosměrné napětí z baterie na známých 220V. Nejlepší volbou pro malé systémy je kompaktní 300W invertor IS2-12-300. Vezměme konverzní ztrátový faktor 5 %. Pak 18.4 Ah / 0.95 = 19.4 Ah, zaokrouhleme výslednou hodnotu na 19 Ah.

IS2-12-300 DC-AC měnič (12V | 300W)

Výpočet výdrže baterie

Slunce nesvítí každý den, takže je potřeba počítat se zataženými dny, deštěm a sněhem. Sami si musíme spočítat, na kolik dní bez slunce bychom chtěli mít zásoby energie. Tyto dny se nazývají dny autonomie. Řekněme, že potřebujeme 2 dny autonomie, pak 19Ah. x 2 = 38Ah, vychází nám, že spolu se 100W solárním panelem musíme použít baterii o kapacitě ~40Ah. Možná trochu víc, možná trochu míň.

Dobrou volbou je baterie Delta GEL 12-33 – gelová baterie s kapacitou 33Ah, vybavená digitálním ukazatelem napětí, úrovně nabití a počtu odpracovaných dnů. Pod krytem baterie jsou další nádoby se specializovaným řešením, které mohou prodloužit životnost baterie o 15-30%. Také by nebyla špatná volba AGM baterie VOSTOK SK-1233 s kapacitou rovněž 33Ah.