Электрамабілі становяцца распаўсюджаным відам транспарту, але інфраструктура зарадных станцый пакуль не адпавядае рэальным патрэбам карыстальнікаў. У той час як гарады маюць шчыльную сетку зарадных станцый, многія раёны застаюцца дрэнна абслугоўванымі або цалкам адключанымі ад электрасеткі.
Аддаленыя жылыя дамы, сельская гаспадарка, лясныя хаціны, кемпінгі, паркі для аўтадомаў, зоны ліквідацыі наступстваў стыхійных бедстваў, а таксама будаўнічыя або горназдабыўныя пляцоўкі часта не маюць надзейнага доступу да электрасеткі для зарадкі. У гэтых месцах праблема не толькі ў зручнасці, але і ў тым, ці магчымая зарадка ўвогуле.
Тым часам аўтаномнае жыццё, энергетычная самадастатковасць і мабільныя сонечныя энергетычныя сістэмы прыцягваюць увагу ўсяго свету. Гэта прыводзіць да практычнага і ўсё часцейшага пытання: ці могуць аўтаномныя сонечныя ўстаноўкі надзейна зараджаць электрамабілі ў рэальных умовах?
Ці практычная аўтаномная сонечная зарадка электрамабіляў?
Зарадка электрамабіляў з дапамогай аўтаномнай сонечнай энергіі магчымая, але толькі пры выкананні пэўных інжынерных крытэрыяў. Шматлікія крыніцы сцвярджаюць, што гэта можна зрабіць без падрабязнага апісання неабходных умоў, што можа стварыць нерэалістычныя чаканні.
Для зарадкі электрамабіля патрабуецца бесперапынная магутная крыніца электраэнергіі. Сістэмы, прызначаныя для асвятлення або бытавых прыбораў, часта не падыходзяць для зарадкі аўтамабіляў. Практычны поспех залежыць ад памеру сістэмы, ёмістасці акумулятара энергіі і якасці электраэнергіі.
Асноўныя патрабаванні да аўтаномнай зарадкі электрамабіляў
Дастатковая магутнасць сонечнай энергіі
Электрамабілі спажываюць значна больш энергіі, чым звычайныя бытавыя прыборы. У той час як невялікая прылада можа спажываць вялікую магутнасць на кароткі час, зарадка электрамабіля патрабуе падоўжанай працы на працягу некалькіх гадзін.
Занадта малыя сонечныя батарэі тэхнічна могуць выпрацоўваць электрычнасць, але не будуць падтрымліваць эфектыўную зарадку аўтамабіляў. Для аўтаномнай зарадкі электрамабіляў магутнасць сонечных панэляў павінна планавацца зыходзячы з штодзённых патрэб у энергіі, а не з тэарэтычнай максімальнай магутнасці.
Захоўванне энергіі мае вырашальнае значэнне
Сонечная энергія па сваёй сутнасці з'яўляецца перарывістай і змяняецца ў залежнасці ад часу сутак, умоў надвор'я і сезонаў. Аднак зарадныя прылады для электрамабіляў патрабуюць стабільнага і бесперапыннага электразабеспячэння.
Без акумулятараў зарадку могуць лёгка перапыніць праплываючыя хмары або згасанне сонечнага святла. Назапашванне энергіі — гэта не проста дадатковае абнаўленне, а фундаментальная частка любой аўтаномнай сістэмы зарадкі электрамабіляў.
Сумяшчальнасць інвертара і зараднай прылады
Электрамабілям патрабуецца стабільнае напружанне і якасныя формы сігналаў харчавання. Аўтаномныя інвертары павінны забяспечваць чысты, чысты сінусоідны выхад з дастатковай працяглай і імпульснай магутнасцю.
Нават калі сонечных панэляў і акумулятараў дастаткова, несумяшчальны інвертар можа цалкам перашкодзіць зарадцы. Забеспячэнне належнай сумяшчальнасці паміж інвертарам, зараднай прыладай і характарыстыкамі аўтамабіля мае важнае значэнне.
Чаго можа дасягнуць аўтаномная сонечная зарадка электрамабіляў
Аўтаномныя сонечныя батарэі ідэальна падыходзяць для рэгулярнага папаўнення энергіі, а не для хуткай зарадкі электрамабіля ад пустога да поўнага зарада. Яны забяспечваюць павольную, кантраляваную зарадку пераменным токам і найлепш працуюць у стацыянарных або паўмабільных умовах.
Гэтыя сістэмы не прызначаны для таго, каб адпавядаць магчымасцям магутных станцый хуткай зарадкі пастаянным токам. Спробы забяспечыць звышхуткую зарадку па-за сеткай патрабуюць памераў сістэм, якія звычайна не з'яўляюцца ні эканамічна эфектыўнымі, ні практычнымі.
Як працуе аўтаномная сістэма зарадкі сонечных электрамабіляў
Стандартная сістэма прытрымліваецца выразнага патоку энергіі:
Сонечныя панэлі выпрацоўваюць электрычнасць, якая кіруецца MPPT-кантролерам зарадкі. Гэтая энергія назапашваецца ў акумулятарах, а затым пераўтвараецца аўтаномным інвертарам у стабільны пераменны ток, прыдатны для зарадных прылад для электрамабіляў.
Кіраванне энергіяй аддае прыярытэт непасрэднаму выкарыстанню сонечнай энергіі, захоўваючы лішкі для наступнага выкарыстання. Такое планаванне забяспечвае стабільную працу, нягледзячы на змены сонечных умоў.
Важнасць батарэй у сістэме
Без акумулятараў ваганні сонечнай энергіі непасрэдна ўплываюць на стабільнасць зарадкі. Дастатковае назапашванне дазваляе сістэме падтрымліваць зарадку ўначы, у пахмурнае надвор'е і падтрымліваць стабільную выхадную магутнасць.
У зарадцы электрамабіляў акумулятары — гэта не проста рэзервовае капіраванне, яны ўтвараюць неабходную аснову, якая забяспечвае надзейную працу зарадкі.
Тыповыя патрэбы ў энергіі
Памеры акумулятараў электрамабіляў
| Тып аўтамабіля | Ёмістасць батарэі |
|---|---|
| Кампактны электрамабіль | 35–45 кВт/г |
| Сямейны электрамабіль | 50–75 кВт/г |
| Вялікі пазадарожнік або пікап | 80–100+ кВт/г |
Аўтаномныя сістэмы звычайна імкнуцца папаўняць ад 10 да 20 кВтг у дзень, што дазваляе падтрымліваць рэгулярныя паездкі на працу або кароткія адлегласці.
Прыклад памераў сонечных батарэй і батарэй
Каб дасягнуць штодзённай мэты спажывання энергіі ў 15 кВт·г пры сярэднім колькасці эфектыўных гадзін сонечнага святла, тэарэтычна неабходная магутнасць сонечных панэляў складае каля 3 кВт. Аднак у рэальных умовах для забеспячэння неабходнай рэзервовай энергіі рэкамендуюцца сістэмы магутнасцю ад 4 да 6 кВт.
Звычайна рэкамендуецца выкарыстоўваць акумулятар ёмістасцю ад 20 да 40 кВт·г, каб падтрымліваць стабільную зарадку і спраўляцца з ваганнямі надвор'я.
Асноўныя кампаненты сістэмы
Асноўныя часткі складаюцца з высокаэфектыўных монакрышталічных сонечных панэляў, літый-жалеза-фасфатных акумулятараў, вядомых сваёй бяспекай і працяглым тэрмінам службы, чыстых сінусоідных аўтаномных інвертараў і зарадных прылад пераменнага току для электрамабіляў.
Для сярэдніх і буйных устаноў сістэма кіравання энергіяй павышае прадукцыйнасць, кіруючы патрэбамі ў выпрацоўцы, захоўванні і зарадцы энергіі.
Ідэальныя выпадкі выкарыстання
Аўтазарадка электрамабіляў добра падыходзіць для аддаленых жылых дамоў, катэджаў, аўтадомаў і кемпінгаў, падраздзяленняў рэагавання на надзвычайныя сітуацыі і невялікіх зарадных станцый на экалагічных курортах або ў сельскай мясцовасці.
У такіх сітуацыях незалежнасць ад электрычнай сеткі забяспечвае надзейнасць і прапануе доўгатэрміновыя эканамічныя перавагі ў параўнанні з дызельнымі генератарамі.
Выдаткі і абмежаванні
Пачатковыя выдаткі пакрываюць сонечныя панэлі, акумулятары, інвертарнае абсталяванне і апорныя канструкцыі. Нягледзячы на тое, што першапачатковыя выдаткі вышэйшыя, чым у традыцыйных генератараў, эксплуатацыйныя выдаткі значна ніжэйшыя, бо не патрабуецца паліва, а абслугоўванне скарачаецца.
Тыповыя памылкі ўключаюць пераацэнку таго, наколькі хутка можа адбывацца зарадка, недаацэнку сезонных змен у даступнасці сонечнай энергіі і занадта нізкую ёмістасць акумулятара.
Рэзюмэ
Аўтаномныя сонечныя зарадныя станцыі для электрамабіляў — гэта надзейныя энергетычныя рашэнні, калі яны распрацаваны і выкарыстоўваюцца належным чынам. Яны не прызначаны для замены хуткіх грамадскіх зарадных станцый, але забяспечваюць надзейны варыянт энерганезалежнага транспарту.
У адпаведных сцэнарыях аўтаномная сонечная зарадка ліквідуе залежнасць ад сеткі, зніжае бягучыя выдаткі і дазваляе электрамабілям працаваць далёка за межамі звычайнай інфраструктуры.