الألواح الشمسية لشحن المركبات الكهربائية: يلزم إعداد النظام والتوفير والألواح

ينفق السائق الأوروبي المتوسط الذي يتنقل مسافة 40 كيلومترًا يوميًا ما يقرب من 600 إلى 700 يورو سنويًا لشحن سيارة كهربائية من الشبكة. يؤدي تركيب نظام كهروضوئي مخصص إلى خفض التكلفة المتكررة إلى أقل من 250 يورو سنويًا مع عزل الأسرة عن ارتفاع تعريفات الكهرباء. لا يتمثل التحدي في ما إذا كانت الألواح الشمسية قادرة على شحن مركبة كهربائية، بل في فهم عدد الألواح المطلوبة بالضبط، والمكونات التي تمنع الأخطاء الباهظة الثمن، وأين يكمن المردود الحقيقي.

ما هو شحن المركبات الكهربائية بالطاقة الشمسية وكيف يعمل؟

يقوم نظام شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى تيار مباشر، وتوجيهه من خلال عاكس لإنتاج تيار متردد قابل للاستخدام، وتوصيل هذه الطاقة إلى السيارة عبر محطة شحن مخصصة. يتطلب الحد الأدنى من الإعداد القابل للتطبيق مجموعة كهروضوئية وعاكسًا متوافقًا وشاحن تيار متردد بقدرة لا تقل عن 1.4 كيلووات للحفاظ على جلسة شحن مستقرة. خلال ساعات النهار، يعطي العاكس الأولوية لتوليد الطاقة الشمسية، ولا يكمل طاقة الشبكة إلا إذا كان إنتاج المصفوفة أقل من طلب السيارة.

من سوء الفهم الشائع أن الألواح الشمسية تتصل مباشرة بالسيارة. لا يفعلون ذلك. يعمل العاكس كوحدة تحكم مركزية، مما يضمن تطابق الجهد والتردد مع ما يتوقعه الشاحن الموجود على متن الطائرة. بدون المزامنة الصحيحة، سترفض السيارة الكهربائية الشحن. وهذا هو السبب في أن العاكس الهجين الذي يتمتع بقدرة إدارة فائضة غالبًا ما يكون هو العامل الحاسم بين النظام الذي يعمل بسلاسة ونظام يؤدي إلى حدوث أخطاء متكررة.

كم يمكنك توفير شحن السيارة الكهربائية بالطاقة الشمسية؟

عند مقارنة أنواع الوقود التي تزيد عن 15000 كيلومتر سنويًا، تبلغ تكلفة الأميال الكهربائية المشحونة بالطاقة الشمسية ما يقرب من 200 إلى 300 دولار سنويًا في استهلاك الألواح والمعدات. إن شحن الشبكة بالمتوسط ​​الأوروبي الذي يبلغ 0.30 يورو لكل كيلووات في الساعة يرفع هذا الرقم إلى 600 إلى 700 دولار سنويا، في حين تتكبد سيارة بنزين مماثلة ما يقرب من 2500 دولار في تكاليف الوقود. هذه هي التكاليف الهامشية طويلة المدى التي تمثل دورات استبدال المعدات، وليس فقط أسعار الكيلوواط ساعة الخام.

وتواجه الأسر الألمانية التي تدفع 0.35 يورو لكل كيلووات في الساعة فارقاً أكثر وضوحاً. تبلغ تكلفة حزمة البطارية بقدرة 40 كيلووات في الساعة التي يتم شحنها حصريًا من الشبكة بهذا المعدل 14.00 يورو لكل دورة كاملة. نفس الطاقة التي يتم حصادها من مجموعة شمسية بقدرة 6 كيلووات تحمل تكلفة توليد متساوية تقترب من 0.06 يورو/كيلووات ساعة، مما يجعل تكلفة الدورة الكاملة أقل من 2.50 يورو. تتراكم المدخرات بشكل أسرع بالنسبة للسائقين الذين يقطعون مسافات طويلة والذين يتقاضون رسومًا خلال ذروة الطاقة الشمسية في منتصف النهار بدلاً من الليل. يؤدي سلوك الشحن النهاري هذا إلى إلغاء الحاجة إلى بطارية تخزين كبيرة في كثير من الحالات، مما يقلل فترة الاسترداد إلى أقل من سبع سنوات.

كم عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لشحن مركبة كهربائية؟

تستهلك السيارة الكهربائية المدمجة الأوروبية النموذجية حوالي 0.18 كيلووات في الساعة لكل كيلومتر. وبالتالي فإن القيادة لمسافة 40 كيلومترًا يوميًا تتطلب 7.2 كيلووات في الساعة من الطاقة القابلة للاستخدام. في المناطق التي تبلغ ذروة ساعات الشمس فيها 3.5 ساعة يوميًا، تولد اللوحة بقدرة 400 واط حوالي 1.4 كيلووات في الساعة يوميًا بعد فقدان النظام. تنتج ستة من هذه اللوحات 8.4 كيلووات في الساعة، وهو ما يكفي لتغطية التنقل اليومي مع مخزن مؤقت متواضع للأحمال الإضافية. بالنسبة للنطاقات اليومية التي تصل إلى 80 كيلومترًا أو المركبات الأكبر حجمًا، تتراوح المتطلبات إلى 12-14 لوحة.

يؤثر اتجاه السقف والإشعاع الموسمي على هذه الأرقام بشكل كبير. قد يحقق السقف المواجه للجنوب في جنوب إيطاليا 4.2 ساعة من ساعات الذروة للشمس، مما يقلل من عدد الألواح بمقدار وحدة أو وحدتين. قد تحتاج مجموعة مظللة جزئيًا من الشرق إلى الغرب في شمال ألمانيا تعمل بمعدل 2.8 ساعة مكافئة إلى 8-10 لوحات لنفس المسافة التي تبلغ 40 كيلومترًا. يجب أن يستهدف التصميم المحافظ للنظام زيادة الحجم بنسبة 20% للحفاظ على الموثوقية خلال أشهر الشتاء دون الاعتماد على واردات الشبكة.

تعمل المجموعة السكنية التي تم تكوينها مسبقًا على تبسيط عملية الشراء. على سبيل المثال، طقم الطاقة الشمسية الخاص بنا بقدرة 6 كيلو وات مع بطارية تخزين بقدرة 10 كيلو وات في الساعة يتماشى بشكل جيد مع ملف تعريف القيادة اليومي الذي يتراوح بين 40 إلى 50 كيلومترًا، مما يوفر سعة الشحن أثناء النهار والطاقة المخزنة لعمليات التعبئة المسائية.

مجموعة الطاقة الكهروضوئية بقدرة 6 كيلو وات مع موردي تخزين بقدرة 10 كيلو وات في الساعة، الشركة - Uni Z International Uni Z International B.V. هي مجموعة من الألواح الكهروضوئية بقدرة 6 كيلو وات في الصين مع موردي ومصنع تخزين بقدرة 10 كيلو وات في الساعة، ويتم تصنيع المجموعة الكهروضوئية بقدرة 6 كيلو وات مع وحدة تخزين... عرض المنتج →

المكونات الأساسية لنظام شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية

الألواح الشمسية واختيار العاكس

يحدد العاكس كيفية تفاعل توليد الطاقة الشمسية مع كل من المنزل والسيارة الكهربائية. قد يقوم العاكس القياسي المرتبط بالشبكة دون قيود التصدير بإعادة الإنتاج الزائد إلى الشبكة بدلاً من توجيهه إلى السيارة. يمكن للعاكس الهجين مع إدارة الطاقة المتكاملة تخصيص الطاقة ديناميكيًا بين الأحمال المنزلية وتخزين البطارية وشاحن السيارة الكهربائية. تعد هذه المرونة أمرًا بالغ الأهمية عند توصيل السيارة أثناء ظروف السحابة المتغيرة.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتعامل العاكس مع تدفق بدء تشغيل شاحن السيارة الكهربائية والحمل المستمر. يسحب الشاحن بقدرة 7 كيلو واط ما يقرب من 30 أمبير على مرحلة واحدة؛ سوف تقوم العاكسات الأصغر حجمًا برحلة أو خنق الإخراج. إن تحديد وحدة هجينة تم تصنيفها بما لا يقل عن 1.2 مرة من الحد الأقصى لسحب الشاحن يمنع الانقطاعات المزعجة.

شاحن EV – التيار المتردد مقابل التيار المستمر

تفضل التركيبات المنزلية بشكل كبير أجهزة شحن التيار المتردد. إنها أبسط، وتبلغ تكلفتها أقل من 500 يورو للوحدة القادرة، وتتوافق مع المقوم الموجود على متن كل سيارة كهربائية تحملها. تتجاوز أجهزة الشحن السريعة التي تعمل بالتيار المستمر الشاحن الموجود على متن الطائرة وتقوم بتغذية التيار المستمر عالي الجهد مباشرة إلى البطارية. تأتي ميزة السرعة هذه بتكلفة باهظة للأجهزة - تتراوح عادة بين 8000 و 25000 يورو لوحدة أقل من 30 كيلووات - وتتطلب بنية تحتية كهربائية تجارية ثلاثية المراحل. بالنسبة للتطبيقات السكنية، يمثل صندوق الحائط عالي الجودة بقدرة 7 كيلو وات أو 11 كيلو وات تيار متردد المكان المثالي العملي.

يمكن لأسرة أحادية الطور بدائرة 32A أن تدعم شاحن AC EV بقدرة 7 كيلو وات مع قابس من النوع 2 ، والذي يجدد ما يقرب من 35-40 كم من المدى في الساعة. تستفيد المنازل ذات العرض ثلاثي المراحل من لدينا شاحن تيار متردد بقدرة 11 كيلو وات ، مما يقلل وقت الشحن بمقدار الثلث تقريبًا للمركبات المتوافقة. قم بمطابقة تكوين مرحلة الشاحن مع اللوحة الكهربائية الموجودة لتجنب الترقيات المكلفة.

11KW EV CHARGER A011KP1-E-2 CHARGING PLUG الموردون، الشركة - Uni Z Internation Uni Z International B.V. هو مورد ومصنع EV EV 11KW A011KP1-E-2 في الصين، 11KW EV CHARGER  مناسب للاستخدام في... عرض المنتج →

7.3KW EV CHARGER A7300P1-E CHARGING PLUG الموردون، الشركة - Uni Z Internationa Uni Z International B.V. هي الصين 7.3KW EV CHARGER A7300P1-E CHARGING PLUG الموردين والمصنع، مع التوصيل والشحن، ما عليك سوى توصيلك... عرض المنتج →

تخزين البطارية

تؤدي إضافة بنك بطارية الليثيوم إلى فصل توليد الطاقة الشمسية عن وقت الشحن. بدون تخزين، فإن السيارة المتوقفة في أحد المكاتب خلال ساعات الذروة المشمسة تفقد معظم الطاقة الشمسية المتاحة. تلتقط بطارية بقدرة 10 كيلووات في الساعة هذا الفائض في منتصف النهار وتفريغه إلى السيارة الكهربائية في المساء. يضاعف هذا التكوين الاستخدام الفعال للمصفوفة الكهروضوئية للسائقين الذين لا يستطيعون الشحن في منتصف النهار. وتفضل مقايضة التكلفة البطارية عندما يتجاوز الفارق بين تكلفة توليد الطاقة الشمسية ومعدلات الشبكة المسائية 0.15 يورو/كيلوواط ساعة، وهو أمر شائع في ألمانيا وإيطاليا في ظل هياكل التعريفة الحالية.

ربط الشبكة مقابل الشحن خارج الشبكة

يظل نظام المركبات الكهربائية الشمسية المرتبط بالشبكة هو الخيار الافتراضي لـ 90% من أصحاب المنازل. خلال فترات الإشعاع المنخفض، تقوم الشبكة بتزويد النقص تلقائيًا. الطاقة الشمسية الزائدة التي لا يستهلكها المنزل أو تتدفق المركبات الكهربائية تعود إلى المرافق، وغالبًا ما تحصل على تعريفة تغذية. لا يتطلب هذا الإعداد أي تغييرات سلوكية، حيث يتم شحن السيارة كلما تم توصيلها بالكهرباء، ويعمل العاكس على تحسين الجزء الشمسي في الوقت الفعلي.

يؤدي الشحن خارج الشبكة إلى التخلص من الاعتماد على المرافق تمامًا ولكنه يتطلب مجموعة أكبر بكثير من الطاقة الشمسية وبنك البطاريات. يجب أن يقوم النظام خارج الشبكة بالكامل والذي يستهدف مسافة 40 كيلومترًا يوميًا بضبط حجم البطارية لتغطية يومين غائمين متتاليين على الأقل. وهذا يعني عادةً 20-25 كيلووات في الساعة من التخزين القابل للاستخدام و10-12 كيلووات من الطاقة الكهروضوئية. تبلغ النفقات الرأسمالية أعلى بمقدار 2-3 مرات من التكوين المكافئ المرتبط بالشبكة. من الأفضل حجز التصميمات خارج الشبكة للعقارات البعيدة حيث تتجاوز تكاليف الاتصال بالشبكة 15000 يورو أو حيث يكون استقلال الطاقة هو الهدف الأساسي.

خطوة بخطوة: كيفية إعداد شحن المركبات الكهربائية الشمسية في المنزل

الخطوة 1: تقييم الاستهلاك السنوي. قم بمراجعة تصنيف كفاءة السيارة الكهربائية وضربه بعدد الكيلومترات المتوقعة. أضف هامش احتياطي بنسبة 15% لتدهور البطارية والتغير الموسمي.

الخطوة 2: قم بتقييم منطقة السقف أو الأرض. قم بقياس الأمتار المربعة القابلة للاستخدام وتحقق من وجود تظليل من المداخن أو المباني المجاورة أو الأشجار بين الساعة 9 صباحًا و3 مساءً. توفر أداة تحديد المسار الشمسي أو أداة تحليل التظليل الرقمي تقديرات دقيقة للخسارة.

الخطوة 3: حدد عاكسًا هجينًا يتوافق مع جهد سلسلة اللوحة ومتطلبات مرحلة الشاحن. تأكد من أن الحد الأقصى لإخراج التيار المتردد المستمر للعاكس يتجاوز المدخلات المقدرة للشاحن.

الخطوة 4: اختر شاحن تيار متردد بنوع القابس المناسب والتصنيف الحالي. تعمل التركيبات ذات الأسلاك الصلبة على التخلص من مخاطر ارتفاع درجة حرارة المقبس؛ توفر الوحدات الإضافية إمكانية النقل. قم بتنسيق قاطع الدائرة الكهربائية وتقييمات الجهاز الحالية المتبقية مع مواصفات الشاحن.

الخطوة 5: قم بتركيب المصفوفة الكهروضوئية والشاحن وفقًا للقوانين الكهربائية المحلية. قم بتشغيل النظام بواسطة كهربائي مؤهل يمكنه التحقق من الحماية من الأعطال الأرضية، ودوران الطور، والاتصال بين العاكس وأي بوابة لإدارة الطاقة.

للحصول على الشحن المتكامل والتوافق الفني عبر جميع المكونات، راجع لدينا اختيار كومة شحن AC EV ومجموعات الطاقة الشمسية المتطابقة.

أداء الشحن وتحسين النظام

مراقبة الأجزاء الشمسية - النسبة المئوية لطاقة المركبات الكهربائية التي توفرها الألواح - تضعف أداء الأسطح مبكرًا. يجب أن يوفر النظام المصمم جيدًا بقدرة 6 كيلووات والمقترن بشاحن بقدرة 7 كيلووات في مناخ مشمس جزءًا من الطاقة الشمسية يزيد عن 70٪ للمركبة المشحونة أثناء النهار. إذا انخفض الكسر إلى أقل من 50% في الصيف، فتحقق من اتساخ اللوحة أو قطع العاكس أو تعارضات جدولة التحميل. عادةً ما تعمل بطارية صغيرة بقدرة 10 كيلووات في الساعة على رفع الجزء الشمسي بنسبة 15-25 نقطة مئوية لإجراءات الشحن المسائية. نحن نغطي منطقًا أعمق لتحجيم النظام دليلنا التفصيلي حول عدد الألواح الشمسية التي يتم شحنها بالمركبات الكهربائية .