Samochód elektryczny i fotowoltaika

Samochody elektryczne, jak i konwencjonalne benzynowce i ropniaki charakteryzują się wieloma różnymi parametrami. Kilkusekundowe przyspieszenie do setki nie jest dla tzw. elektryków żadnym wyzwaniem. Jednak głównym celem konstruktorów jest, aby samochód elektryczny, oprócz osiągania oczekiwanych parametrów dynamicznych, pokonywał jak najdłuższe dystanse bez konieczności doładowania swoich akumulatorów. Do naładowania baterii w elektrykach wykorzystywane są profesjonalne ładowarki w stacjach ładowania oraz domowa sieć elektryczna, na której skupimy swoją uwagę.

Samochód elektryczny

W artykule „Jakiej wielkości ma być domowa elektrownia fotowoltaiczna” opisany jest sposób oszacowania naszych rocznych potrzeb elektrycznych i dobór odpowiedniej wielkości domowej elektrowni fotowoltaicznej on-grid. Nie brany jest jednak pod uwagę samochód elektryczny, który miałby na stałe korzystać z instalacji elektrycznej w domu. Spróbujmy rozpatrzeć przykładową instalację z fotowoltaiką i samochodem elektrycznym, ładowanym z domowego gniazdka w dowolnych godzinach doby. W związku z tym należy sobie odpowiedzieć na pytania:

  • Ile potrzebujemy energii z gniazdka domowego, aby naładować baterie samochodu elektrycznego?
  • Jaka wielkość instalacji fotowoltaicznej w okresie roku zaspokoi apetyt naszego samochodu na prąd elektryczny?

Parametrem, który bezpośrednio wpływa na zasięg samochodu elektrycznego jest pojemność jego baterii napędu, inaczej akumulatorów trakcyjnych. Mimo, że od dawna używaną jednostką pojemności akumulatora jest znana kierowcom amperogodzina (Ah), to przy elektrykach nie jest używana. Powszechnie stosowaną i wygodniejszą jednostką pojemności baterii trakcyjnych jest kWh (kilowatogodzina). To ta sama jednostka, którą znamy z rachunków za energię elektryczną. Dla przypomnienia, jeżeli podłączymy jakieś urządzenie o mocy 1 kW (1000 W) na okres 1 godziny, to zużyjemy energii elektrycznej o wielkości 1 kWh.

Samochody elektryczne są wyposażone w baterie litowo-jonowe o różnej pojemności, najczęściej w zakresie 30-50 kWh (pomijamy tutaj model Tesla z pojemnością baterii 80-100 kWh). Wybierzmy samochód powszechniej stosowany, czyli o pojemności baterii ok. 35 kWh ( Nissan Leaf, BMW i3, Skoda Citygo-e, Renault Zoe, Volkswagen e-Golf). Aby naładować baterię o pojemności 35 kWh, rozładowaną w 80% potrzebujemy użyć z naszego gniazdka elektrycznego mocy ok. 2,8 kW (kilowata) w ciągu 10 godzin. To tyle, ile zużyje grzejnik o takiej samej mocy włączony 10 godzin. Jaki to koszt? Średnio: 0,60 zł / kWh * 2,8 kW *10 h = 16,80 zł. Przyjmijmy, uśredniając różne dane od producentów samochodów, że jedno ładowanie da nam możliwość przejechania 200 km. Pokonanie jednego kilometra to koszt 16,80 zł / 200 km = 0,084 zł., czyli 8,40 zł na każde 100 km. Posługując się danymi GUS, średnio w Polsce przejeżdżamy samochodem dystans 33 km dziennie, czyli 12000 km rocznie. Łatwo możemy wyliczyć, że przy powyższych założeniach, koszt rocznego ładowania samochodu elektrycznego wyniesie niewiele ponad 1000 zł.

Wróćmy jednak do głównego tematu. Jaką moc, a właściwie jaką część mocy domowej instalacji fotowoltaicznej należy przeznaczyć na potrzeby samochodu elektrycznego, aby koszty jego ładowania w skali roku były bliskie zera, czyli abyśmy korzystając ze słońca jeździli za darmo? Bazując na powyższych założeniach i wyliczeniach ustalamy, że samochód elektryczny do przejechania 12000 km w ciągu roku potrzebuje na naładowanie swoich baterii 1680 kWh energii (12000 km / 200 km * 28 kWh). Już wiemy z poprzednich artykułów, że aby wyprodukować w ciągu roku 1680 kWh energii elektrycznej potrzebujemy modułów fotowoltaicznych o mocy ok 1,7 kW . Biorąc pod uwagę rozliczenie prosumenta z zakładem elektrycznym, zalecana moc modułów zapewniająca roczne darmowe ładowanie samochodu elektrycznego, o ustalonych wcześniej parametrach wyniesie ok. 2 kW (np. 6 szt. modułów po 335 Wp).

Ciekawostka:

Czy samochód elektryczny jest wyposażony w standardowy akumulator 12 V?

Odpowiedź:

Tak, we wszystkich współczesnych samochodach elektrycznych, oprócz podstawowych baterii trakcyjnych o napięciu 350-400V, stosowany jest dodatkowy akumulator (najczęściej 12 V / 40-45Ah), przeznaczony do zasilania urządzeń niskonapięciowych 12 V ( oświetlenie zewnętrzne i wewnętrzne, wycieraczki, pompki spryskiwaczy, autoalarm, centralny zamek itp.)