Аннотация:Добавление зарядного устройства для электромобиля в дом с солнечными панелями и накопителем кажется хорошей идеей — заряжайте автомобиль от накопленной солнечной энергии, избегая пиковых нагрузок в сети. Но без должной координации батарея может циклировать дважды в день, сокращая ее 10-летний срок службы на треть. Эта статья объясняет, когда зарядка батареи в автомобиль имеет экономический смысл, когда это приводит к потере циклов и как должны быть настроены параметры EMS, чтобы зарядное устройство для электромобиля получало солнечную энергию или сеть напрямую, а не разряжало домашнюю батарею.
Проблема двойного цикла
Большинство домовладельцев устанавливают домашнюю батарею мощностью 5–10 кВтч для покрытия ночного самопотребления. Добавьте зарядное устройство для электромобиля мощностью 7 кВт, и типичный ежедневный режим изменится:
- Днем:Солнечные панели заряжают батарею
- Вечером:Батарея разряжается на домашние нагрузки (холодильник, освещение, телевизор)
- Ночью:Батарея продолжает разряжаться до полного разряда
- Утром:Солнце снова заряжает батарею
Добавьте зарядное устройство для электромобиля, которое берет энергию из батареи с мощностью 7 кВт в течение 2 часов:
- Батарея разряжается на 14 кВтч для автомобиля, но батарея на 10 кВтч имеет только 9 кВтч доступных.
- Батарея достигает 0% к 11 вечера.
- Ей нужно зарядиться от сети ночью, чтобы быть готовой к утру.
- Это полный дополнительный цикл зарядки-разрядки каждый день.
Вместо одного цикла в день (целевой показатель) батарея теперь циклирует 1,5–2 раза в день. За 10 лет химия LFP с 6000 циклами исчерпывается за 5–6 лет вместо 10.
Когда зарядка от батареи к автомобилю действительно полезна
Существует два сценария, когда это имеет смысл:
- Солнечный избыток в середине дня.Если ваша солнечная панель на крыше вырабатывает 6 кВт в 14:00, а ваш дом использует только 1 кВт, оставшиеся 5 кВт могут идти прямо на зарядное устройство для электромобиля. Батарея не участвует — солнечная энергия полностью ее обходит. Это идеальная схема.
- Тарифы по времени использования с дешевым ночным электричеством.Если ваш тариф на электроэнергию делает ночную зарядку дешевой (например, вне пикового времени по €0,10/кВтч), заряжайте электромобиль от сети ночью, а не от батареи. Батарея остается предназначенной для домашних нагрузок в часы вечернего пикового тарифа.
Когда зарядка от батареи к автомобилю вредна
- Зарядка электромобиля от батареи в 19:00.Батарея предназначалась для покрытия домашних нагрузок ночью. Перенаправление ее на автомобиль означает, что дом начинает потреблять сетевую электроэнергию раньше, чем это необходимо.
- Использование батареи как "буфера" между солнечной энергией и автомобилем в облачные дни.Солнечные панели вырабатывают 2 кВт, батарея добавляет 5 кВт, автомобиль заряжается на 7 кВт. Батарея разряжается, хотя автомобиль мог бы подождать до солнечного послеобеденного времени.
- Игнорирование мощности инвертора.Гибридный инвертор мощностью 5 кВт не может одновременно обеспечивать дом, заряжать батарею и работать с зарядным устройством для электромобиля мощностью 7 кВт. Он либо перегрузится, либо перестанет заряжать автомобиль.
Как настроить систему
Три конфигурации работают хорошо. Выбирайте в зависимости от размера вашей солнечной системы и мощности зарядного устройства для электромобиля:
Конфигурация 1: Зарядка в первую очередь от солнечной энергии (рекомендуется для большинства домов)
- Зарядное устройство для электромобиля настроено на использование только избыточной солнечной энергии
- Если солнечная энергия вырабатывает больше, чем потребление дома, излишек идет на автомобиль
- Если солнечной энергии недостаточно, автомобиль заряжается от сети (дешево вне пикового времени)
- Батарея никогда не используется для автомобиля
- Результат:Один цикл батареи в день, электромобиль использует бесплатную солнечную энергию
Конфигурация 2: Зарядка батареи в автомобиль с запланированной зарядкой
- Батарея заряжается от солнечной энергии в течение дня
- Автомобиль заряжается от батареи в установленное время (например, в 22:00)
- После того как батарея достигнет 20% резервуара, автомобиль переключается на сеть
- Результат:Батарея все еще делает один цикл, но автомобиль получает накопленную солнечную энергию
- Используйте это только если тарифы на сетевую электроэнергию вне пикового времени дорогие
Конфигурация 3: Без участия батареи
- Зарядное устройство для электромобиля заряжается напрямую от солнечной энергии или сети
- Батарея только покрывает резервное питание для дома и собственное потребление
- Результат:Самая простая настройка, сохранение заряда батареи
Размеры инвертора и батареи
Если вы планируете заряжать электромобиль от батареи, увеличьте мощность:
| Зарядное устройство для электромобиля | Минимальный инвертор | Рекомендуемая батарея |
|---|---|---|
| 3.7 кВт (медленно) | 5 кВт гибрид | 5 кВтч (дополнительная не нужна) |
| 7 кВт (типичный дом) | 8–10 кВт гибрид | Минимум 10 кВтч |
| 11 кВт (трехфазный) | 10–12 кВт гибрид | 10–15 кВтч |
Если ваш инвертор уже работает на максимуме для дома, он не сможет также запустить зарядное устройство для электромобиля. Зарядное устройство просто замедлит зарядку или откажется заряжать.
Экономика: стоит ли это?
Для типичного домохозяйства в ЕС:
- Потребности в зарядке электромобиля: 30 кВтч/неделя (≈ 4 кВтч/день)
- Солнечная энергия, хранящаяся в батарее: ~5 кВтч/день
- Использование батареи для зарядки экономит примерно €1–€2/день за счет избежания покупок из сети
- Дополнительный износ батареи: 1–2 года от срока службы батареи, стоимостью €500–€1,000
Расчеты обычно не в пользу разряда батареи для зарядки автомобиля. Лучше позволить солнечной энергии заряжать автомобиль напрямую, когда солнечно, а в противном случае заряжать от сети по низким тарифам.
Практические советы
- Проверьте, поддерживает ли ваше зарядное устройство для электромобиля режим только солнечной энергии или динамическое управление нагрузкой. Многие современные зарядные устройства (Wallbox, Zaptec, Easee) могут автоматически определять избыток солнечной энергии.
- Установите резерв батареи на 20% перед зарядкой автомобиля, чтобы дом все еще имел резерв.
- Заряжайте электромобиль в часы низкой нагрузки (обычно с 11 вечера до 6 утра).
- Не разряжайте батарею глубже 80% DoD только для зарядки автомобиля.
Ruibit поставляет серию Dawnice HZEB-LCT с параметрами EMS, которые поддерживают координацию зарядки электромобилей в первую очередь от солнечной энергии. Мы рекомендуем версию на 10 кВтч для домов с электромобилем, в паре с инвертором, рассчитанным как на нагрузку дома, так и на выход зарядного устройства.
Часто задаваемые вопросы
В: Могу ли я заряжать свой электромобиль от домашней батареи?Технически да, но это обычно не экономично. Лучше заряжать напрямую от избыточной солнечной энергии или в не пиковые часы от сети.
В: Требуется ли для добавления зарядного устройства для электромобиля большая батарея?Не обязательно. Если ваше зарядное устройство использует избыточную солнечную энергию или сеть в не пиковые часы, ваша существующая батарея на 5 кВтч вполне подойдет. Если вы хотите заряжать автомобиль исключительно от батареи, увеличьте мощность до 10 кВтч.
В: Что такое цикл батареи?Полный цикл зарядки-разрядки. Батарея на 10 кВтч, использующая 5 кВтч, считается 0,5 цикла. Двойное циклирование в день сокращает ожидаемый срок службы вдвое.
В: Может ли мой инвертор справляться как с нагрузкой дома, так и с зарядным устройством для электромобиля?Проверьте номинальную мощность инвертора. Инвертор на 5 кВт не может одновременно питать 3 кВт нагрузки дома и зарядное устройство для электромобиля на 7 кВт. Вам нужен инвертор мощностью 8–10 кВт для этой комбинации.
В: Должен ли я установить умное зарядное устройство для электромобиля?Да. Умные зарядные устройства с динамическим управлением нагрузкой определяют избыточную солнечную энергию и автоматически регулируют скорость зарядки, устраняя необходимость в ручной координации батареи.
