Punjenje električnog vozila solarnom energijom: Kako kućni wallbox surađuje s elektranom

Kako broj električnih vozila na hrvatskim cestama raste, sve više vlasnika solarnih elektrana postavlja isto, logično pitanje - mogu li svoj automobil puniti besplatnom energijom sa krova, umjesto da plaćaju struju iz mreže za svaki kilometar vožnje? Odgovor je da, uz odgovarajuću opremu, ali sama ideja "punjenja solarnom energijom" krije više tehničke nijanse nego što se na prvi pogled čini.

U ovom članku objašnjavamo razliku između standardnog i pametnog, solarno usklađenog kućnog punjača, kako izgleda solarno punjenje u praksi, zašto je automobil posebno pogodno trošilo za solarni višak, te po čemu se ova tehnologija razlikuje od V2H koncepta koji smo opisali u ranijem članku.

Osnovni wallbox naspram pametnog, solarno usklađenog punjača

Standardni kućni punjač za električna vozila, poznat pod nazivom wallbox, u svojoj osnovnoj izvedbi jednostavno isporučuje fiksnu, unaprijed zadanu snagu punjenja čim se uključi, bez ikakvog uvida u to odakle ta energija dolazi - iz solarne elektrane, iz mreže, ili iz kombinacije oba izvora. Za vlasnika koji jednostavno želi napuniti vozilo što brže moguće, ovakav pristup je sasvim zadovoljavajući, no ne nudi nikakvu mogućnost da se punjenje uskladi s trenutačnom solarnom proizvodnjom.

Pametni, solarno usklađen punjač funkcionira na bitno drugačiji način. Ovakav uređaj komunicira izravno s inverterom ili širim HEMS sustavom, o kojem smo pisali u zasebnom vodiču, te u realnom vremenu prati koliko trenutačno iznosi solarni višak - odnosno koliko energije elektrana proizvodi iznad onoga što kućanstvo u tom trenutku troši za sve ostale potrebe. Na temelju tog podatka, pametni punjač automatski prilagođava snagu kojom puni vozilo, povećavajući je kada sunce jače sja i proizvodnja raste, a smanjujući ili čak privremeno zaustavljajući punjenje kada oblak prekrije sunce ili kućanstvo poveća potrošnju za neku drugu svrhu.

Kako izgleda "solarno punjenje" u praksi - modovi rada

Većina pametnih punjača danas nudi nekoliko različitih modova rada, prilagođenih različitim prioritetima vlasnika.

Mod pune snage jednostavno puni vozilo maksimalnom mogućom brzinom, kombinirajući solarnu proizvodnju i energiju iz mreže bez posebnog nastojanja da se koristi isključivo besplatna solarna energija - koristan kada vozilo hitno treba biti spremno za dulju vožnju, bez obzira na trošak.

Mod isključivo solarnog viška predstavlja suprotnost - punjač puni vozilo isključivo onom količinom energije koja stvarno predstavlja višak iznad potrošnje kućanstva, čak i ako to znači sporije, isprekidano punjenje koje traje znatno dulje, ali koristi isključivo besplatnu, već proizvedenu energiju koja bi inače, u nedostatku drugog trošila, jednostavno bila predana u mrežu po nižoj cijeni.

Hibridni ili takozvani eco mod nudi kompromis između ova dva pristupa - postavlja minimalnu, zajamčenu brzinu punjenja koja se financira i iz mreže ako je potrebno, ali istovremeno daje prioritet korištenju solarnog viška kad god je on dostupan, osiguravajući da vozilo bude spremno unutar razumnog vremena, a da se pritom iskoristi maksimalna moguća količina besplatne energije.

Zašto promjenjiva snaga punjenja ima smisla baš za automobil, a ne za većinu drugih trošila

Automobil je, u kontekstu solarne energije, gotovo idealno trošilo upravo zbog svoje kombinacije velikog kapaciteta i fleksibilnog roka. Za razliku od perilice rublja, koja mora dovršiti svoj ciklus unutar razumno kratkog vremena kako bi ukućani mogli objesiti oprano rublje, ili pećnice koja mora dosegnuti određenu temperaturu unutar minuta, a ne sati, električno vozilo u pravilu nema jednako strogu vremensku granicu - vlasniku je najčešće dovoljno da automobil bude pun do sljedećeg jutra ili sljedećeg dužeg putovanja, bez obzira na to je li punjenje bilo kontinuirano ili isprekidano tijekom prijašnjeg dana.

Ova fleksibilnost čini automobil znatno tolerantnijim na sporo, promjenjivo punjenje koje prati oblake i varijacije u solarnoj proizvodnji tijekom dana, za razliku od većine drugih kućanskih trošila koja zahtijevaju konstantnu, predvidljivu opskrbu energijom da bi ispravno funkcionirala. Slično kao što smo objasnili u članku o vremenskoj prognozi i planiranju potrošnje, gdje smo naveli punjenje vozila kao najprirodniji primjer trošila koje se lako pomiče prema satima najveće solarne proizvodnje, ista logika fleksibilnosti čini automobil idealnim kandidatom i za automatizirano, pametno punjenje usklađeno sa stvarnim, trenutačnim viškom.

Razlika prema V2H - smjer toka energije

Vrijedno je jasno razgraničiti koncept solarnog punjenja vozila od V2H tehnologije, koju smo detaljno opisali u zasebnom članku, jer se lako mogu pobrkati unatoč tome što obje uključuju električno vozilo i solarnu elektranu unutar iste priče.

Solarno punjenje, opisano u ovom članku, odnosi se na tok energije od elektrane, i eventualno mreže, prema automobilu - vozilo je primatelj energije, baterija koja se puni. V2H tehnologija ide u potpuno suprotnom smjeru - energija teče iz već napunjene baterije vozila natrag prema kući, pretvarajući automobil u privremeni izvor napajanja za kućanstvo, primjerice tijekom večernjih sati ili nestanka struje iz mreže.

Ove dvije tehnologije nisu konkurentske, već komplementarne - u idealnom scenariju, vozilo bi se danju punilo solarnim viškom pomoću pametnog punjača opisanog u ovom članku, a zatim navečer ili po potrebi vraćalo dio te energije natrag u kuću putem V2H sustava, stvarajući cjeloviti ciklus u kojem automobil djeluje i kao potrošač i kao privremeni spremnik energije za kućanstvo.

Tehnički zahtjevi i kompatibilnost opreme

Da bi pametno, solarno usklađeno punjenje uopće funkcioniralo, potreban je odgovarajući mjerač protoka energije na glavnom priključku kućanstva, koji punjaču u realnom vremenu dojavljuje koliko točno iznosi trenutačni solarni višak, odnosno razlika između proizvodnje elektrane i trenutačne potrošnje ostatka kućanstva. Bez ovog podatka, punjač jednostavno nema informaciju potrebnu za automatsko prilagođavanje snage punjenja.

Jednako je važna i kompatibilnost samog punjača s postojećim inverterom ili širim sustavom upravljanja energijom. Nisu svi pametni punjači tvornički usklađeni sa svim proizvođačima invertera, pa je prije kupnje potrebno provjeriti komunicira li konkretan model punjača koji razmatrate s Vašim postojećim inverterom putem standardiziranog protokola, ili proizvođači jednostavno nisu testirali i potvrdili kompatibilnost te kombinacije opreme. Ova provjera, slična onoj koju smo preporučili kod odabira izvođača i opreme općenito, može uštedjeti dosta glavobolje u odnosu na kupnju punjača koji naknadno pokaže probleme s komunikacijom.

Realna ušteda i vrijeme punjenja

Kada je riječ o konkretnoj, brojčanoj uštedi koju solarno punjenje vozila donosi, vrijedi biti oprezan s generičkim tvrdnjama, jer stvarna korist ovisi o nekoliko varijabli specifičnih za svako pojedino kućanstvo - snazi same solarne elektrane, veličini baterije vozila, te obrascu vožnje i potrebnoj količini energije za punjenje tijekom prosječnog tjedna.

Važno je zadržati realno očekivanje o brzini punjenja u modu isključivo solarnog viška - ovakvo punjenje gotovo uvijek traje dulje nego punjenje punom snagom izravno iz mreže, jer je ograničeno stvarno raspoloživim viškom koji varira tijekom dana ovisno o oblačnosti i istovremenoj potrošnji ostatka kućanstva. Za vlasnike kojima je prioritet maksimalna ušteda, a ne brzina, ovakav kompromis sporijeg, ali besplatnog punjenja gotovo uvijek predstavlja razuman izbor, dok za one kojima je vozilo hitno potrebno spremno unutar kratkog vremena, kombinirani ili puni mod punjenja iz mreže ostaje nužna, iako skuplja opcija.

Automobil kao idealno, fleksibilno trošilo za solarni višak

Punjenje električnog vozila solarnom energijom, uz odgovarajući pametni wallbox punjač, predstavlja jednu od najprirodnijih i financijski najisplativijih primjena solarnog viška koji bi inače, bez odgovarajućeg trošila, jednostavno bio predan u mrežu po nižoj cijeni. Fleksibilnost automobila kao trošila, koje ne zahtijeva strogu vremensku disciplinu poput mnogih drugih kućanskih uređaja, čini ga idealnim kandidatom za automatizirano, sunčevoj proizvodnji prilagođeno punjenje.

Za vlasnike koji već imaju ili planiraju kupnju električnog vozila uz postojeću ili buduću solarnu elektranu, vrijedi razmotriti investiciju u pametni, solarno usklađen punjač umjesto standardnog wallboxa, provjeriti njegovu kompatibilnost s postojećom opremom, te postaviti realna očekivanja o brzini punjenja u zamjenu za maksimalno iskorištavanje vlastite, besplatne solarne proizvodnje.