Інвестыцыі ў хатнія зарадныя прылады пастаяннага току Wallbox: эфектыўнасць SiC, устойлівасць V2H і ўстойлівае развіццё

Канчатковая тэхнічная эвалюцыя мабільнасці ў жылых памяшканнях: чаму інвестыцыі ў зарадныя прылады пастаяннага току Wallbox абыходзяць абмежаванні OBC, забяспечваюць устойлівасць V2H/V2G і максімізуюць энергаэфектыўнасць дзякуючы тэхналогіі SiC для ўстойлівага жыцця, арыентаванага на будучыню

Рэзюмэ

Глабальны пераход да электрамабільнасці ўступае ў другую, больш складаную фазу. У той час як першае дзесяцігоддзе было сканцэнтравана на ўкараненні аўтамабіляў і грамадскай інфраструктуры, цяперашняе дзесяцігоддзе вызначаецца аптымізацыяй экасістэмы зарадкі жылых памяшканняў. У цэнтры гэтай эвалюцыі знаходзіцца хатняя зарадная прылада Wallbox DC. Традыцыйна зарадка жылых памяшканняў была ўласцівасцю станцый пераменнага току (AC) 2-га ўзроўню, якія абапіраюцца на ўбудаваную бартавую зарадную прыладу (OBC) аўтамабіля. Аднак тэхнічныя абмежаванні OBC, якія прадыктаваны вагой, аб'ёмам і коштам, стварылі перашкоду для наступнага пакалення энерганезалежных дамоў.

Гэты артыкул аб'ёмам 6000 слоў прапануе вычарпальны агляд тэхнічных, электрахімічных і эканамічных пераваг насценных зарадных прылад пастаяннага току. Мы даследуем, як гэтыя прылады абыходзяць OBC, каб забяспечыць больш хуткую і эфектыўную зарадку; як яны выкарыстоўваюць паўправаднікі з карбіду крэмнію (SiC) для мінімізацыі цеплавых страт; і чаму яны з'яўляюцца неабходнай асновай для сістэм «ад аўтамабіля да дома» (V2H) і «ад аўтамабіля да сеткі» (V2G). Акрамя таго, мы аналізуем інтэграцыю зарадных прылад пастаяннага току ў сістэмы кіравання энергіяй дома (HEMS), іх ролю ў брэндынгу элітных жылых дамоў і доўгатэрміновую траекторыю выдаткаў і выгод па меры маштабавання вытворчасці.

Раздзел 1: Змена парадыгмы ў зарадцы хатніх электрамабіляў — ад камунальных сетак пераменнага току да інтэлектуальных сетак пастаяннага току

Гісторыя зарадкі электрамабіляў (EV) была гісторыяй кампрамісаў. У раннія часы сучаснай эры электрамабіляў галоўнай мэтай было проста забяспечыць магчымасць папаўнення аўтамабіля на працягу ночы з выкарыстаннем існуючай электрычнай інфраструктуры ў жылых памяшканнях. Гэта прывяло да дамінавання зарадкі пераменным токам. У сістэме пераменнага току насценная зарадная прылада, па сутнасці, з'яўляецца ўпрыгожаным бяспечным выключальнікам (EVSE - абсталяванне для харчавання электрамабіляў), які перадае пераменны ток ад сеткавай сеткі непасрэдна ў аўтамабіль. Цяжкая праца - пераўтварэнне гэтага пераменнага току ў пастаянны, неабходны для акумулятара - выконваецца бартавой зараднай прыладай (OBC) аўтамабіля.

Нягледзячы на ​​тое, што ўстаноўка зарадкі пераменным токам з'яўляецца эканамічна выгаднай, яе магчымасці істотна абмежаваныя. Па меры павелічэння ёмістасці акумулятараў з 60 кВт·г да 100 кВт·г і вышэй, час, неабходны для зарадкі пры магутнасці 7 кВт або 11 кВт пераменнага току, становіцца лагістычнай перашкодай для хатніх гаспадарак з высокім спажываннем энергіі. Што яшчэ больш важна, парадыгма пераменнага току разглядае электрамабіль як пасіўную нагрузку — «сродак для спажывання» энергіі.

З'яўляемся зараднай прыладай Wallbox DC Home Charger. Пераносячы працэс пераўтварэння пераменнага току ў пастаянны з аўтамабіля ў спецыяльную насценную прыладу, мы адкрываем новае вымярэнне прадукцыйнасці. Гэты зрух уяўляе сабой пераход ад «AC Utility» да «DC Intelligence». Насценная зарадная прылада пастаяннага току — гэта не проста зарадная прылада; гэта складаны цэнтр сілавой электронікі. Яна непасрэдна ўзаемадзейнічае з сістэмай кіравання батарэяй (BMS), забяспечваючы дакладнае кіраванне напружаннем і токам, якое абыходзіць унутраныя абмежаванні аўтамабіля.

У гэтым раздзеле разглядаюцца макратэндэнцыі, якія спрыяюць гэтым зменам:

1. Пагоня за хуткасцю:Высокакласныя электрамабілі цяпер падтрымліваюць архітэктуру 800 В. Зарадныя прылады пераменнага току не могуць выкарыстоўваць гэтыя хуткасці дома. Насценныя зарадныя прылады пастаяннага току, нават пры ніжэйшых узроўнях магутнасці ў жылых памяшканнях (напрыклад, ад 20 да 30 кВт), прапануюць значнае паляпшэнне ў параўнанні са стандартнымі зараднымі прыладамі пераменнага току магутнасцю 7 кВт.
2. Энергетычны суверэнітэт:Рост выкарыстання сонечных батарэй і акумулятараў у жылых памяшканнях стварае «экасістэму пастаяннага току». Пераўтварэнне пастаяннага току сонечнай энергіі ў пераменны ток для дома, а затым назад у пастаянны ток для аўтамабіля, звязана з множнымі стратамі пры пераўтварэнні. Хатняе асяроддзе з падключэннем да пастаяннага току, у аснове якога ляжыць насценная зарадная станцыя пастаяннага току, мінімізуе гэтыя «падаткі на пераўтварэнне».
3. Інтэлектуальная сетка:Паколькі камунальныя службы пераходзяць да цэнаўтварэння ў залежнасці ад часу карыстання і праграм рэагавання на попыт, дэталёвы кантроль, які прапануюць сістэмы пастаяннага току, дазваляе ўладальнікам дамоў больш эфектыўна ўдзельнічаць у стабілізацыі сеткі, чым традыцыйныя ўстаноўкі кандыцыянера.

Раздзел 2: Тэхнічнае адхіленне — абыход вузкага месца з бартавой зараднай прыладай (OBC)

Каб зразумець рэвалюцыю зарадкі дома пастаянным токам, трэба спачатку разабрацца ў «вузкім месцы OBC». Кожны электрамабіль, які зараджаецца пераменным токам, мае ўбудаваную зарадную прыладу. Гэты кампанент — інвертар, які прымае пераменнае напружанне 120 В або 240 В і выпрамляе яго ў пастаяннае напружанне акумулятарнай батарэі.

Аднак OBC — ахвяра аўтамабільнай фізікі. Паколькі ён павінен падарожнічаць разам з транспартным сродкам, на яго распаўсюджваюцца строгія абмежаванні:

• Маса і аб'ём:Кожны кілаграм бортавога камплекта — гэта кілаграм вагі, які памяншае запас ходу аўтамабіля. Такім чынам, большасць вытворцаў абмяжоўваюць магутнасць бортавога камплекта да 7 кВт або 11 кВт, каб зэканоміць месца і вагу.
• Тэрмаўлічнае кіраванне:Пераўтварэнне 11 кВт магутнасці выпрацоўвае значную колькасць цяпла. Кантроль астуджэння аўтамабіля павінен рассейваць гэтае цяпло, што спажывае дадатковую энергію.
• Кошт:Высокамагутныя бортавыя аўтамабілі (напрыклад, 22 кВт) дарагія ў вытворчасці і часта выкарыстоўваюцца ў якасці раскошных мадэляў або дадатковых мадэрнізацый.

Пры выкарыстанні хатняй зараднай прылады Wallbox DC OBC цалкам абыходзіць зарадную прыладу. Насценная зарадная прылада DC падключаецца непасрэдна да акумулятара аўтамабіля праз кантакты DC раздыма CCS або NACS. Гэта мае некалькі важных наступстваў:

2.1 Больш высокая шчыльнасць магутнасці без вагі аўтамабіля

Размясціўшы пераўтваральнае абсталяванне на сцяне гаража, інжынеры больш не абмежаваныя вагай аўтамабіля. Мы можам выкарыстоўваць большыя індуктыўныя шпулькі, больш трывалыя кандэнсатары і лепшыя сістэмы астуджэння. Гэта дазваляе дасягнуць хуткасці зарадкі ў жылых памяшканнях 15 кВт, 20 кВт або нават 25 кВт — хуткасці, якія было б фізічна і эканамічна немэтазгодна інтэграваць у сам аўтамабіль.

2.2 Павышэнне эфектыўнасці

ККД зараднай прылады звычайна складае ад 85% да 92%. Страты «туды і назад» значныя, калі ўлічыць тысячы цыклаў зарадкі на працягу дзесяцігоддзя. Насценныя зарадныя прылады пастаяннага току, якія выкарыстоўваюць кампаненты прамысловага класа і спецыялізаванае астуджэнне, могуць дасягнуць ККД, які перавышае 96%. Абыходзячы ўнутраны выпрамнік аўтамабіля, энергія паступае непасрэдна з сеткі (або сонечнай батарэі) у хімічнае назапашванне акумулятара з мінімальнымі стратамі.

2.3 Надзейнасць і эксплуатацыйная прыдатнасць

Калі выйдзе з ладу OBC, транспартны сродак фактычна завісае і патрабуе дарагога і складанага рамонту ў дылера. Калі выйдзе з ладу насценная зарадная прылада пастаяннага току, транспартны сродак усё яшчэ можна зарадзіць на грамадскай станцыі або праз рэзервовую партатыўную зарадную прыладу пераменнага току, а саму насценную зарадную прыладу можа абслугоўваць або замяняць электрык, не дакранаючыся да ўнутраных кампанентаў высокага напружання транспартнага сродку.

Раздзел 3: Электрахімічныя перавагі — аптымізацыя тэрміну службы і эфектыўнасці акумулятара

Распаўсюджанае памылковае меркаванне заключаецца ў тым, што «зарадка пастаянным токам шкодная для акумулятараў». Хоць звышхуткая публічная зарадка пастаянным токам (350 кВт+) можа выклікаць цеплавую нагрузку,Зарадка пастаяннага току ў жылых памяшканнях(у дыяпазоне ад 10 кВт да 25 кВт) насамрэч з'яўляецца электрахімічным «залатым кольцам», якое прапануе некалькі пераваг перад зарадкай пераменным токам.

3.1 Дакладная шырынёва-імпульсная мадуляцыя (ШІМ) і пульсацыя

Працэс пераўтварэння пераменнага току ў пастаянны ў бортавым камп'ютары аўтамабіля часта стварае «пульсацыі току» — невялікія ваганні пастаяннага току, якія могуць выклікаць мікраскапічны нагрэў унутры акумулятараў. Высокакласныя насценныя зарадныя прылады пастаяннага току выкарыстоўваюць перадавыя лічбавыя сігнальныя працэсары (DSP) для забеспячэння значна «чысцейшага» сігналу пастаяннага току. Гэтая стабільнасць памяншае страты ўнутранага супраціўлення ў літый-іённых элементах падчас працэсу зарадкі.

3.2 Дынамічныя крывыя зарадкі

Пры зарадцы ад сеткі пераменнага току сістэма кіравання аўтамабілем (BMS) павінна запытваць харчаванне ад бортавой платы (OBC), якая затым бярэ харчаванне з разеткі. Такая шматэтапная сувязь можа мець затрымку. Насценная зарадная прылада пастаяннага току (DC wallbox) непасрэдна ўзаемадзейнічае з BMS праз пратакол ISO 15118. Гэта забяспечвае больш дынамічную і хутка рэагуючую крывую зарадкі. Калі BMS выяўляе нязначнае павышэнне тэмпературы ў пэўным модулі элемента, насценная зарадная прылада пастаяннага току можа імгненна рэгуляваць сілу току значна дакладней, чым гэта мог бы OBC.

3.3 Змякчэнне «цяпла ад канверсіі»

Падчас зарадкі пераменным токам цяпло, якое выпрацоўваецца бортавым камп'ютарам, часта перадаецца акумулятарнай батарэі, паколькі яны маюць адзін і той жа контур астуджэння і знаходзяцца побач. Гэтая другасная цеплавая нагрузка можа паскорыць дэградацыю электраліта. Пераносячы працэс пераўтварэння цяпла ў насценную зарадную прыладу, акумулятар аўтамабіля застаецца больш халодным падчас зарадкі, захоўваючы здароўе пласта SEI (цвёрдага электралітнага інтэрфазнага пласта) на анодзе.

Карацей кажучы, зарадка пастаянным токам у хатніх умовах забяспечвае хуткасць хуткай зараднай прылады з «мяккасцю» павольнай зараднай прылады, захоўваючы пры гэтым найвышэйшую электрахімічную стабільнасць на працягу ўсяго тэрміну службы акумулятарнай батарэі.

Раздзел 4: Тэхналогія карбіду крэмнію (SiC) — сэрца звышвысокаэфектыўнага пераўтварэння

Сакрэтны інгрэдыент, які робіць сучасныя насценныя разеткі пастаяннага току прыдатнымі для выкарыстання ў хатніх умовах, — гэта пераход ад традыцыйных крэмніевых (Si) MOSFET і IGBT да паўправаднікоў з карбіду крэмнію (SiC). SiC — гэта матэрыял з шырокай забароненай зонай, які кардынальна змяніў ландшафт сілавой электронікі.

4.1 Выдатныя ўласцівасці забароненай зоны

Забароненая зона карбіду крэмнію прыкладна ў тры разы шырэйшая, чым у звычайнага крэмнію. Гэта дазваляе прыладам на аснове карбіду крэмнію працаваць пры значна больш высокіх напружаннях і тэмпературах. У насценнай зараднай прыладзе пастаяннага току гэта азначае, што прылада можа спраўляцца з патрабаваннямі сучасных акумулятараў электрамабіляў да напружання 400 В або 800 В, пры гэтым займаючы значна меншую колькасць кампанентаў.

4.2 Зніжэнне страт пры пераключэнні

Найбольш значнай перавагай карбіду крэмнію (SiC) у хатніх зарадных прыладах з'яўляецца зніжэнне страт пры пераключэнні. Традыцыйныя крэмніевыя перамыкачы губляюць энергію пры кожным уключэнні і выключэнні, у асноўным з-за больш павольнага часу водгуку і большай ёмістасці. Карбід-крэмніевыя перамыкачы могуць працаваць на значна больш высокіх частотах (часта ў 10 разоў вышэй, чым крэмніевыя). Гэта высокачашчыннае пераключэнне дазваляе:

• Меншыя магнетыкі:Паколькі частата пераключэння вышэйшая, індуктыўнасці і трансфарматары ўнутры насценнай зараднай прылады могуць быць значна меншымі і лягчэйшымі. Менавіта гэта дазваляе зараднай прыладзе пастаяннага току магутнасцю 20 кВт быць дастаткова малой, каб павесіць яе на сцяну гаража, а не памерам з шафу халадзільніка.
• Больш высокая эфектыўнасць:Карбід крэмнію (SiC) зніжае страты энергіі да 80% у параўнанні з пераўтварэннем на аснове крэмнію. Для домаўладальніка гэта азначае зніжэнне рахункаў за электрычнасць і меншае колькасць страт цяпла.

4.3 Тэрмічны менеджмент і надзейнасць

Паколькі карбід крэмнію (SiC) больш эфектыўны, ён выпрацоўвае менш цяпла. Меншая колькасць цяпла азначае, што для насценнай скрынкі не патрэбныя шумныя вентылятары астуджэння, якія патрабуюць шмат абслугоўвання. Многія насценныя скрынкі пастаяннага току на аснове карбіду крэмнію могуць выкарыстоўваць пасіўнае вадкаснае астуджэнне або ўдасканаленыя канструкцыі радыятараў. Гэта павялічвае тэрмін службы электронікі, бо цеплавыя цыклы з'яўляюцца галоўнай прычынай выхаду з ладу кампанентаў у сістэмах харчавання.

4.4 Параўнальны аналіз: Si і SiC у жылых памяшканнях

Каб сапраўды ацаніць карбід крэмнію, трэба зірнуць на колькасныя паляпшэнні. У тыповым пераўтваральніку магутнасцю 20 кВт:

• Зніжэнне следу:Для сістэмы на аснове крэмнію можа спатрэбіцца 15-літровы корпус для размяшчэння вентылятараў астуджэння і буйных індуктыўных элементаў. Сістэма на аснове карбіду крэмнію можа змясціцца ў 4-літровы корпус, што на 73% менш, чым звычайна.
• Частата пераключэння:Крэмніевыя IGBT звычайна абмежаваныя ад 20 кГц да 30 кГц з-за цеплавых абмежаванняў. SiC MOSFET камфортна працуюць у дыяпазоне ад 100 кГц да 300 кГц. Гэта не проста тэхнічны паказчык; ён непасрэдна карэлюе з вагой медных абмотак у трансфарматарах, якая складае значную частку спісу матэрыялаў.
• Эфектыўнасць пры частковай нагрузцы:Большасць хатніх зарадных прылад працуюць з частковай нагрузкай (напрыклад, 5 кВт замест 20 кВт) на працягу большай часткі свайго тэрміну службы. Карбід крэмнію захоўвае высокую эфектыўнасць (94%+) нават пры нагрузцы 20%, у той час як эфектыўнасць крэмнію часта рэзка падае да 80-х або 70-х пры нізкіх узроўнях магутнасці.

4.5 Уплыў тэрмічнага цыклавання на працягласць жыцця

Зарадныя прылады для дома працуюць у неспрыяльных умовах — зімой у халодных гаражах, а летам у спякоту. Крэмніевыя паўправаднікі вельмі адчувальныя да ваганняў тэмпературы спая. Кожны раз, калі крэмніевая зарадная прылада запускаецца, унутраныя кампаненты пашыраюцца і сціскаюцца. На працягу тысяч цыклаў гэта прыводзіць да стомленасці прыпоя і разбурэння правадных злучэнняў. Шырокая забароненая зона карбіду крэмнію і высокая цеплаправоднасць азначаюць, што ўнутраная тэмпература застаецца значна больш стабільнай, што рэзка павялічвае сярэдні час напрацоўкі на адмову (MTBF) прылады з 5 гадоў у сярэднім па галіны да больш чым 12 гадоў.

Раздзел 5: Зарадныя прылады пастаяннага току Wallbox як шлях да V2H (Vehicle-to-Home - транспартны сродак-дом) і V2G (Vehicle-to-Grid - транспартны сродак-сетка)

Магчыма, найбольш пераканаўчай прычынай інвеставаць у насценную зарадную станцыю пастаяннага току з'яўляецца яе роля ў забеспячэнні двухбаковага патоку энергіі. Нягледзячы на ​​тое, што некаторыя двухбаковыя сістэмы пераменнага току існуюць, яны ўласціва абмежаваныя ўнутраным абсталяваннем аўтамабіля. Двухбаковая зарадка з дапамогай пастаяннага току з'яўляецца залатым стандартам энергетычнай устойлівасці.

5.1 Аўтамабіль як бытавая батарэя (V2H)

Сучасны акумулятар электрамабіля звычайна змяшчае ад 60 да 100 кВт·г энергіі. Гэтага дастаткова, каб забяспечыць харчаваннем сярэдняй сям'і на працягу трох-пяці дзён. Аднак, каб выкарыстоўваць гэтую энергію для харчавання вашага дома падчас адключэння электрычнасці, вам патрэбен спосаб вывесці пастаянны ток з акумулятара і пераўтварыць яго назад у пераменны ток для ланцугоў вашага дома. Насценная зарадная прылада пастаяннага току выступае ў якасці такога шлюза. Паколькі яна абыходзіць OBC, яна можа атрымліваць энергію непасрэдна з акумулятарнай батарэі, пераўтвараць яе ў 240 В пераменнага току і падаваць яе ў электрычную панэль дома (праз перамыкач). Гэта ператварае электрамабіль у масіўную мабільную «Powerwall», якая забяспечвае значна большую ёмістасць, чым спецыялізаваная стацыянарная хатняя батарэя, пры меншых гранічна нізкіх выдатках.

5.2 Стабілізацыя сеткі і прыбытак (V2G)

Тэхналогія «ад транспартнага сродку да сеткі» (V2G) робіць яшчэ адзін крок наперад. У сцэнарыі V2G насценная станцыя пастаяннага току мае зносіны з пастаўшчыком камунальных паслуг. У перыяды пікавага попыту сетка можа «пазычаць» невялікую колькасць энергіі ў тысяч прыпаркаваных электрамабіляў. Уладальнік дома звычайна атрымлівае кампенсацыю за гэтую паслугу, што эфектыўна зніжае агульны кошт валодання. Насценныя станцыі пастаяннага току лепш падыходзяць для V2G, бо яны забяспечваюць больш хуткі час рэагавання і больш высокую прапускную здольнасць. Калі ў сетку патрабуецца раптоўная падача магутнасці ў 20 кВт, каб прадухіліць адключэнне электраэнергіі, насценная станцыя пастаяннага току можа імгненна забяспечыць яе, у той час як стандартная насценная станцыя пераменнага току можа быць абмежаваная 7 кВт і нават не падтрымліваць двухбаковы паток энергіі.

5.3 Віртуальныя электрастанцыі (ВЭС)

Зарадныя прылады пастаяннага току дазваляюць уладальнікам дамоў далучацца да віртуальных электрастанцый. Аб'ядноўваючы сотні дамоў, падлучаных да пастаяннага току, менеджэр віртуальных электрастанцый можа прапанаваць значную магутнасць аптоваму рынку энергіі. Гэта стварае новую «энергетычную эканоміку» для жылога сектара, дзе электрамабіль з'яўляецца актыўным актывам, а не пасіўным выдаткам.

5.4 Стратэгія захавання «стану зарада» (SoC)

Адной з складаных асаблівасцей сістэм пастаяннага току V2G з'яўляецца магчымасць кіраваць станам акумулятара, падтрымліваючы пры гэтым сетку. У адрозненне ад сістэм на аснове пераменнага току, якія могуць «разгружаць» акумулятар павярхоўнымі, неэфектыўнымі цыкламі, насценная разрадка пастаяннага току можа выконваць «дакладны разрад». Яна можа атрымліваць менавіта тую колькасць энергіі, якая патрабуецца сеткай, гарантуючы, што ўзровень нагрэву акумулятара ніколі не апусціцца ніжэй за вызначаны карыстальнікам парог (напрыклад, 20% SoC), і робіць гэта з аптымальнай хуткасцю разраду, якая мінімізуе нагрэў ад унутранага супраціўлення.

Раздзел 6: Глыбокая інтэграцыя з сістэмамі кіравання энергіяй дома (HEMS) і аднаўляльнымі крыніцамі энергіі

Зарадная прылада пастаяннага току Wallbox — гэта не асобная прылада, а найважнейшы вузел у сістэме «Разумны дом 2030 года». Пры інтэграцыі з сістэмай кіравання энергіяй дома (HEMS) насценная зарадная прылада пастаяннага току становіцца асноўным рэгулятарам энергетычнага балансу дома.

6.1 Канцэпцыя «шыны пастаяннага току»

Дамы будучыні пераходзяць да архітэктуры з выкарыстаннем пастаяннага току. Сонечныя панэлі выпрацоўваюць пастаянны ток. Хатнія акумулятары назапашваюць пастаянны ток. Электрамабілі выкарыстоўваюць пастаянны ток. У традыцыйным доме з пераменным токам энергія пераўтвараецца туды і назад (пастаянны ток -> пераменны ток -> пастаянны ток -> пераменны ток) са стратамі 3-5% на кожным этапе. Насценная скрынка пастаяннага току дазваляе непасрэднае падключэнне. Пастаянны ток, выпрацаваны сонечнай батарэяй, можа быць накіраваны непасрэдна ў акумулятар электрамабіля, не праходзячы праз інвертар пераменнага току. Такая сонечная зарадка «прама ў электрамабіль» з'яўляецца вяршыняй эфектыўнасці, бо гарантуе, што кожны фатон, захоплены дахам, выкарыстоўваецца для мабільнасці.

6.2 Інтэлектуальнае балансаванне нагрузкі

Праграмнае забеспячэнне HEMS можа выкарыстоўваць насценную зарадную прыладу пастаяннага току для балансавання агульнай нагрузкі дома. Напрыклад, калі сістэма ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання паветра ўключаецца і пагражае перавысіць пікавую нагрузку дома, HEMS можа імгненна зменшыць магутнасць насценнай зараднай прылады пастаяннага току з 20 кВт да 10 кВт. Паколькі зарадка пастаянным токам кіруецца лічбава і абыходзіць унутраныя затрымкі аўтамабіля, гэтыя карэкціроўкі адбываюцца за мілісекунды, што гарантуе, што галоўны выключальнік дома ніколі не спрацоўвае.

6.3 Прагнастычная аналітыка і паводзіны карыстальнікаў

Інтэграваная сістэма HEMS можа аналізаваць прагнозы надвор'я, цэны на камунальныя паслугі і каляндар карыстальніка. Калі сістэма ведае, што ў вас заўтра доўгая паездка, і сёння будзе свяціць сонца, яна аддасць прыярытэт зарадцы ад сонечнай энергіі пастаяннага току ў другой палове дня. Калі ўвечары яна зафіксуе высокія цэны на камунальныя паслугі, яна будзе выкарыстоўваць насценную зарадную прыладу пастаяннага току для атрымання энергіі з аўтамабіля для працы посудамыйнай машыны і асвятлення (V2H), а затым зарадзіць аўтамабіль а 3:00 раніцы, калі тарыфы самыя нізкія.

6.4 Сукупны ўплыў аўтапарка ў шматкватэрных дамах

У жылых комплексах або элітных кандамініумах насценныя зарадныя прылады пастаяннага току можна аб'яднаць у сетку, ствараючы «мікрасетку». Замест таго, каб кожная кватэра мела асобнае падключэнне да сеткі, якое знаходзіцца ў рэжыме чакання на 90%, цэнтралізаваная шына пастаяннага току можа размеркаваць энергію паміж аўтамабілямі. Калі адзін аўтамабіль цалкам зараджаны, яго доля магутнасці пастаяннага току імгненна перанакіроўваецца на аўтамабіль, які толькі што прыбыў. Такое «дынамічнае размеркаванне магутнасці» магчыма толькі дзякуючы высакахуткаснай сувязі і кіраванню, уласцівым сістэмам пастаяннага току.

Раздзел 7: Фізічная інжынерыя - мантаж, аптымізацыя прасторы і кіраванне тэмпературай

Пераход магутнай зарадкі пастаянным токам з прамысловых складоў у жылыя гаражы запатрабаваў шэдэўра фізічнай інжынерыі. У той час як грамадская хуткая зарадная прылада пастаяннага току часта мае памер вялікага гандлёвага аўтамата, хатняя насценная зарадная прылада пастаяннага току павінна быць кампактнай, эстэтычна прывабнай і ціхай. Дасягненне гэтага запатрабавала інавацый у некалькіх ключавых галінах.

7.1 Тапалогія пераўтварэння магутнасці: рэзанансны пераўтваральнік

Каб дасягнуць высокай шчыльнасці магутнасці, у хатніх насценных блоках пастаяннага току часта выкарыстоўваюцца рэзанансныя пераўтваральнікі LLC або тапалогіі поўнага моста са зрушэннем фазы (PSFB). Гэтыя схемы дазваляюць «мяккае пераключэнне», калі паўправаднікі ўключаюць і выключаюць пры нулявым напружанні (ZVS) або нулявым току (ZCS). Гэта значна зніжае электрамагнітныя перашкоды (EMI), якія вельмі важныя для хатніх асяроддзяў, дзе прысутнічаюць адчувальныя прылады Wi-Fi і разумнага дома, і мінімізуе памер унутраных фільтраў і радыятараў.

7.2 Тэрмарэгуляванне: акрамя вентылятара

У жылых памяшканнях шум з'яўляецца сур'ёзнай праблемай. Зарадная прылада магутнасцю 20 кВт з гучным прамысловым вентылятарам непрымальная для гаража, прыбудаванага да спальні. Інжынеры выкарысталі некалькі стратэгій для бясшумнага кіравання цяплом:

• Інкапсуляваныя магнетыкі:Такія кампаненты, як індуктыўныя шпулькі, заліты цеплаправоднымі смоламі, якія адводзяць цяпло да вонкавага корпуса.
• Цеплаабменнікі тыпу "вадкасць-паветра":У некаторых высакаякасных насценных зарадных прыладах пастаяннага току выкарыстоўваецца невялікі бясшумны вадкасны контур (падобны да гульнявога ПК) для адводу цяпла ад модуляў SiC да алюмініевага шасі з вялікай плошчай паверхні, якое выконвае ролю пасіўнага радыятара.
• Фазаперамяняльныя матэрыялы (ФПМ):Удасканаленыя прылады выкарыстоўваюць PCM для паглынання цяпла падчас кароткіх імпульсаў высокай магутнасці і павольнага яго вызвалення з цягам часу, што дазваляе атрымліваць больш высокую пікавую магутнасць без актыўнага астуджэння.

7.3 Архітэктура ўстаноўкі: сістэма «Split»

Каб пераадолець фізічную вагу пераўтваральнага абсталявання магутнасцю больш за 20 кВт, некаторыя вытворцы пераходзяць да падзеленай архітэктуры. Цяжкі сілавы модуль усталёўваецца на гарышчы або ў падсобным памяшканні, а тонкі, зручны для дызайну «галаўны блок» (які змяшчае экран і кабель) мантуецца ў гаражы. Гэта спрашчае ўстаноўку, бо электрычныя работы выконваюцца побач з галоўнай панэллю, і да парковачнай зоны трэба пракласці толькі высакавольтныя кабелі пастаяннага току.

7.4 Патрабаванні да падключэння да сеткі

Усталёўка насценнай разеткі пастаяннага току больш складаная, чым стандартнай разеткі пераменнага току. Звычайна для яе патрабуецца асобнае трохфазнае падключэнне (у Еўропе) або высокатокавы ланцуг з падзеленай фазай 240 В (у Паўночнай Амерыцы).

• Балансаванне нагрузкі на панэлі:Цяпер многія прылады маюць «токавыя трансфарматары», якія кантралююць агульнае спажыванне энергіі ў доме. Калі ўладальнік дома ўключае сауну або электрычную духоўку, насценная разетка пастаяннага току імгненна рэгулюе ток, каб прадухіліць перагаранне галоўнага засцерагальніка.
• Ізаляцыйныя трансфарматары:Зарадныя прылады пастаяннага току павінны забяспечваць гальванічную ізаляцыю паміж сеткай і акумулятарам транспартнага сродку для бяспекі. Сучасныя высокачастотныя трансфарматары замянілі цяжкія трансфарматары 50/60 Гц, знізіўшы вагу з 50 кг да менш чым 5 кг.

7.5 Кабельная тэхніка і эрганоміка

Кабелі пастаяннага току значна таўсцейшыя і цяжэйшыя за кабелі пераменнага току, бо яны павінны прапускаць значна большы ток (часта да 80 А або 100 А). Гэта стварае эрганамічную праблему. Інжынеры распрацавалі «кабелі з вадкасным астуджэннем» (нават для выкарыстання ў жылых памяшканнях), у якіх выкарыстоўваецца тонкі пласт астуджальнай вадкасці, каб забяспечыць значна меншы папярочны сячэнне медзі. Гэта робіць кабель такім жа гнуткім і лёгкім, як і стандартны кабель пераменнага току, што значна паляпшае ўмовы карыстання для пажылых людзей або людзей з абмежаванай рухомасцю.

Раздзел 8: Эканамічны аналіз – крывая выдаткаў і выгод і агульны кошт валодання (TCO)

Асноўнай перашкодай для ўкаранення хатняй зарадкі пастаяннага току гістарычна была «высокая цана». Высокаякасная насценная зарадная прылада пераменнага току каштуе 500–1000 долараў, у той час як насценная прылада пастаяннага току можа каштаваць ад 4000 да 10 000 долараў. Аднак вузкая ўвага да пакупной цаны ігнаруе значныя перавагі агульнага кошту валодання (TCO).

8.1 «Пазбегнутыя выдаткі» на стацыянарнае захоўванне

Калі ўладальнік дома разглядае магчымасць набыцця як электрамабіля, так і хатняй батарэі (напрыклад, Tesla Powerwall), эканамічная матэматыка змяняецца. Powerwall ёмістасцю 13,5 кВт·г каштуе каля 10 000 долараў. Выбіраючы двухнакіраваную насценную зарадную станцыю пастаяннага току, уладальнік дома можа выкарыстоўваць батарэю ёмістасцю 80 кВт·г, якая ўжо ёсць у яго электрамабілі. «Кошт за кВт·г» захоўвання энергіі праз насценную зарадную станцыю пастаяннага току практычна роўны нулю (паколькі вы ўжо купілі аўтамабіль) у параўнанні з 700 доларамі/кВт·г за стацыянарнае захоўванне энергіі. Для дома, якому патрэбна значная рэзервовая ёмістасць, насценная зарадная станцыя пастаяннага току насамрэч з'яўляецца найлепшым варыянтам.таннейшлях да энергетычнай незалежнасці.

8.2 Эканомія энергіі

Перавага ў эфектыўнасці зарадкі ад пастаяннага току да пастаяннага току (ад сонечнай энергіі да электрамабіля) складае ад 5% да 8%. За 100 000 міль прабегу электрамабіль спажывае прыкладна 33 000 кВт·г энергіі. Павышэнне эфектыўнасці на 5% дазваляе зэканоміць 1650 кВт·г. Пры цане 0,25 долара/кВт·г гэта складае 412 долараў прамой эканоміі. За 15-гадовы тэрмін службы зараднай прылады толькі павышэнне эфектыўнасці можа акупіць прэмію ў цане ў параўнанні з таннай прыладай пераменнага току.

8.3 Атрыманне даходу праз V2G

У юрысдыкцыях з актыўнымі праграмамі V2G насценная зарадная прылада пастаяннага току можа прыносіць прыбытак. Каліфорнія і некалькі еўрапейскіх краін эксперыментуюць з праграмамі, якія плацяць карыстальнікам ад 0,50 да 1,00 долара за кВт·г за «аварыйную» падтрымку сеткі. Калі кіроўца аказвае падтрымку ў памеры 10 кВт·г 50 разоў на год, ён можа зарабляць 500 долараў у год. У спалучэнні са стымуламі рэагавання на попыт насценная зарадная прылада пастаяннага току ператвараецца з цэнтра выдаткаў у актыў, які прыносіць прыбытак.

8.4 Аналіз адчувальнасці: уплыў цэн на электраэнергію

Рэнтабельнасць інвестыцый у насценную зарадную прыладу пастаяннага току вельмі залежыць ад розніцы паміж цэнамі на электраэнергію ў пікавыя і пазапікавыя гадзіны. На рынках з тарыфамі, заснаванымі на «часе выкарыстання» (ToU), дзе розніца складае 0,30 долараў ЗША/кВт·г або больш, тэрмін акупнасці насценнай зараднай прылады пастаяннага току коштам 5000 долараў ЗША (уключаючы ўстаноўку), можа складаць ад 4 да 6 гадоў з улікам эканоміі V2H і аптымізацыі сонечнай энергіі. На рынках з фіксаванай стаўкай тэрмін акупнасці павялічваецца, што робіць прыладу хутчэй «раскошнай і ўстойлівай» пакупкай, чым чыста фінансавай.

8.5 Тэхнічнае абслугоўванне і рэшткавы кошт

Традыцыйныя насценныя скрынкі пераменнага току часта разглядаюцца як аднаразовыя прыборы. Наадварот, насценныя скрынкі пастаяннага току вырабляюцца па прамысловых стандартах. Іх рэшткавы кошт на другасным рынку, верагодна, застанецца высокім, падобна да высакаякасных сонечных інвертараў. Акрамя таго, паколькі дамы ўсё часцей ацэньваюцца на аснове іх «энергетычнага інтэлекту», папярэдне ўсталяваная насценная скрынка пастаяннага току можа спрыяць павышэнню кошту перапродажу нерухомасці на 2–5%.

Раздзел 9: Раскоша і каштоўнасць брэнда — чаму рынкі элітнай жылой нерухомасці выбіраюць Вашынгтон

У сектарах элітнай нерухомасці і прэміяльных аўтамабіляў «Wallbox DC» стаў сімвалам статусу, падобным да прафесійнай кухні або хатняга кінатэатра. Ён сімвалізуе прыхільнасць тэхналогіям, прадукцыйнасці і экалагічнай адказнасці.

9.1 Аргумент «час — адзіная раскоша»

Для ўладальніка высокапрадукцыйнага электрамабіля, такога як Porsche Taycan або Lucid Air, чаканне поўнай зарадкі 10 гадзін — гэта нязручнасць. Насценная зарадная прылада пастаяннага току, якая можа забяспечыць «падзарадку» за 1,5 гадзіны, адпавядае ладу жыцця заможнага чалавека. Зручнасць вяртання дадому з ранішняй гульні ў гольф і цалкам зараджанага аўтамабіля, гатовага да пасляабедзеннай сустрэчы, — гэта каштоўная прапанова, якая выходзіць за рамкі простых электрычных разлікаў.

9.2 Эстэтычная інтэграцыя і дызайн

Раскошныя насценныя зарадныя прылады пастаяннага току (ад такіх брэндаў, як Wallbox, Delta або ABB) прызначаны для дапаўнення да архітэктуры высокага класа. Асаблівасці ўключаюць:

• Прэміум-матэрыялы:Шліфаваны алюміній, загартаванае шкло і акцэнты з вугляроднага валакна.
• Схаванае кіраванне кабелямі:Матарызаваныя нацяжнікі тросаў або сістэмы «падключы і выкінь», якія падтрымліваюць чысціню падлогі гаража.
• Біяметрычнае і разумнае асвятленне:Зарадныя прылады, якія распазнаюць карыстальніка па тэлефоне або адбітку пальца і забяспечваюць падсветку, якая паказвае стан зарада з першага погляду.

9.3 Павышэнне кошту нерухомасці

Дальнабачныя забудоўшчыкі ствараюць брэндынг дамоў пад назвай «Net Zero Luxury». Дом, папярэдне абсталяваны двухбаковай зараднай прыладай пастаяннага току магутнасцю 20 кВт, прадаецца як «V2H Ready». На рынку, які ўсё больш занепакоены нестабільнасцю электрасеткі і змяненнем клімату, гэтая функцыя забяспечвае канкурэнтную перавагу ў кошце пры перапродажы, прыцягваючы тэхнічна падрыхтаваных пакупнікоў, якія разглядаюць стандартную зарадную прыладу пераменнага току як «састарэлую тэхналогію».

9.4 «Флагманскі» вопыт для аўтавытворцаў

Вытворцы прэміум-класа супрацоўнічаюць з вытворцамі зарадных прылад пастаяннага току, каб прапанаваць фірмовыя рашэнні для хатняй зарадкі. Калі кліент купляе электрамабіль коштам 150 000 долараў, аўтавытворца хоча пераканацца, што ўражанні ад зарадкі адпавядаюць уражанням ад кіравання. Фірмовая насценная зарадная станцыя пастаяннага току забяспечвае згуртаваную «экасістэму», якая фарміруе лаяльнасць да брэнда і зніжае «трывогу з-за далёкасці паездкі», здымаючы «трывогу з-за хуткасці».

9.5 Псіхалагічная каштоўнасць «нулявога чакання»

Акрамя фізічнай хуткасці, адбываецца глыбокі псіхалагічны зрух у тым, як уладальнік дома ўспрымае свой аўтамабіль, калі ў яго ёсць насценная зарадная прылада пастаяннага току. Са стандартнай зараднай прыладай пераменнага току аўтамабіль часта ўспрымаецца як «далікатны» — прылада, якая патрабуе пастаяннага і павольнага абслугоўвання. З зараднай прыладай пастаяннага току магутнасцю 25 кВт аўтамабіль успрымаецца як «даступны». Гэта зніжае кагнітыўную нагрузку ад валодання электрамабілем, ліквідуючы неабходнасць дбайнага планавання даручэнняў і паездак. Для спажыўца раскошы гэтая яснасць розуму часта з'яўляецца самай каштоўнай асаблівасцю ўсёй сістэмы.

Раздзел 10: Рэгулятарны ландшафт і будучыня стандартаў разумнай зарадкі

Па меры таго, як тэхналогія зарадкі пастаянным токам для жылых памяшканняў развіваецца, рэгулятарнае асяроддзе з цяжкасцю паспявае за гэтым. Пераход ад «дурной» зарадкі да двухбаковага ўзаемадзеяння пастаяннага току патрабуе ўзгодненага набору правілаў, якія ўключаюць аўтамабільныя стандарты, электрычныя нормы і пратаколы камунікацыі камунікацыйных службаў.

10.1 Стандарт ISO 15118-20: Універсальная мова

Найважнейшай распрацоўкай у галіне зарадкі з'яўляецца стандарт ISO 15118-20, які часта называюць «Plug & Charge» з падтрымкай двухбаковай сувязі. Гэты пратакол дазваляе:

• Аўтаматычная аўтэнтыфікацыя:Аўтамабіль ідэнтыфікуе сябе на насценнай зараднай прыладзе пастаяннага току адразу пасля падключэння, што выключае неабходнасць у праграмах або RFID-картах.
• Дынамічнае кіраванне нагрузкай:Падрабязная інфармацыя пра стан, тэмпературу і патрэбы ў зарадцы акумулятара.
• Двунакіраваная падтрымка:Стандарт афіцыйна кадыфікуе працэдуру падпіскі, неабходную для V2H і V2G, гарантуючы, што электрамабіль Ford можа ўзаемадзейнічаць з зараднай прыладай Wallbox і сеткавым інтэрфейсам Siemens без праблем сумяшчальнасці.

10.2 Эвалюцыя электрычных нормаў: NEC і IEC

Нацыянальныя і міжнародныя электрычныя нормы абнаўляюцца, каб уключыць «мікрасеткі пастаяннага току».

• Артыкул 706 NEC (Сістэмы назапашвання энергіі):У Злучаных Штатах Нацыянальны электрычны кодэкс цяпер змяшчае больш выразныя рэкамендацыі адносна таго, як разглядаць электрамабіль як сістэму захоўвання энергіі. Гэта ўключае патрабаванні да хуткага адключэння і зазямлення, якія больш строгія для сістэм пастаяннага току, чым для сістэм пераменнага току.
• Блакіроўкі бяспекі:Насценныя зарадныя прылады пастаяннага току патрабуюць складанай сістэмы выяўлення ўцечкі на зямлю і абароны ад дугі. Паколькі дугі пастаяннага току не маюць «перасячэння праз нуль», як пераменны ток, іх цяжэй патушыць. Сучасныя зарадныя прылады пастаяннага току маюць рэзервовыя электронныя і механічныя раз'яднальнікі для забеспячэння бяспекі жылых памяшканняў.

10.3 Узаемасувязь камунальных службаў і сеткавы вымяральны ўлік

Камунальныя службы з'яўляюцца канчатковымі кантралёрамі. Каб уладальнік дома мог карыстацца V2G, камунальная служба павінна ўхваліць «пагадненне аб узаемадзеянні».

• IEEE 1547:Гэты стандарт рэгулюе, як размеркаваныя энергетычныя рэсурсы (напрыклад, электрамабіль, падлучаны да пастаяннага току) могуць падключацца да сеткі. Ён гарантуе, што ў выпадку збою ў сетцы электрамабіль перастане падаваць энергію назад у лініі, каб абараніць работнікаў камунальных службаў (прадухіленне ізаляцыі).
• Інавацыі ў аплаце:Мы назіраем рост папулярнасці «цэнаўтварэння ў рэжыме рэальнага часу» (RTP). У гэтай мадэлі насценная зарадная прылада пастаяннага току з'яўляецца фінансавым інструментам, які купляе энергію па адмоўных цэнах (што звычайна сустракаецца ў рэгіёнах з моцным ветрам) і прадае яе назад падчас пікавай нагрузкі.

Раздзел 11: Сцэнарыі рэалізацыі — рэальныя прыклады

Каб замацаваць гэтыя тэхнічныя канцэпцыі на практыцы, давайце разгледзім тры розныя сцэнарыі рэалізацыі, у якіх насценныя блокі пастаяннага току забяспечваюць трансфармацыйную каштоўнасць.

Прыклад А: Сонечна-самадастатковы дом у пустыні (Арызона, ЗША)

Налада:Дом плошчай 4000 кв. футаў з сонечнай батарэяй на даху магутнасцю 15 кВт, насценнай калонкай пастаяннага току магутнасцю 20 кВт і электрамабілем магутнасцю 100 кВт·г.Праблема:Мясцовая камунальная кампанія мае высокія «платы за попыт» і нізкія экспартныя крэдыты на сонечную энергію.Рашэнне пастаяннага току:Уладальнік дома выкарыстоўвае насценную зарадную прыладу пастаяннага току для зарадкі электрамабіля непасрэдна ад сонечных панэляў пастаяннага току магутнасцю 15 кВт. Пазбягаючы страт пры пераўтварэнні пераменнага току ў пастаянны ток і пасярэднікаў ад камунальных службаў, дом дасягае 95% уласнага спажывання сонечнай энергіі. Падчас пікавай нагрузкі ўвечары (з 16:00 да 20:00) насценная зарадная прылада пастаяннага току забяспечвае падтрымку V2H магутнасцю 8 кВт, сілкуючы кандыцыянер і помпы басейна. Гэта выключае неабходнасць у стацыянарнай акумулятарнай сістэме коштам 20 000 долараў, эканомячы ўладальніку дома значны капітал, адначасова гарантуючы гатоўнасць яго аўтамабіля да ранішніх паездак.

Тэматычнае даследаванне B: шматкватэрны жылы дом класа люкс (Лондан, Вялікабрытанія)

Налада:Элітны жылы комплекс з 10 парковачнымі месцамі, кожнае з якіх абсталявана агульнай шафай пастаяннага току магутнасцю 50 кВт і асобнымі «галаўнымі прыладамі».Праблема:Агульная колькасць электрычных рэсурсаў будынка абмежаваная. Усталёўка 10 зарадных прылад пераменнага току магутнасцю 22 кВт запатрабуе маштабнай мадэрнізацыі падстанцыі коштам у некалькі мільёнаў фунтаў.Рашэнне пастаяннага току:У будынку выкарыстоўваецца цэнтралізаваны пул пастаяннага току. Замест 10 асобных блокаў пераменнага току сістэма дынамічна размяркоўвае магутнасць пастаяннага току ў 50 кВт паміж тымі аўтамабілямі, якія ў ёй найбольш маюць патрэбу. Паколькі зарадка пастаянным токам кіруецца лічбава і мае высокую эфектыўнасць, будынак можа падтрымліваць 10 электрамабіляў ад існуючай камунальнай сеткі. Жыхары карыстаюцца паслугай «кансьержа» — хуткасцю зарадкі 25 кВт, што немагчыма пры стандартнай інфраструктуры будынка з пераменным токам.

Тэматычнае даследаванне C: Аддалены аўтаномны «ўцёкі» (Шатландскае нагор'е)

Налада:Аддалены домік, які працуе ад мікрагідратурбіны і невялікага ветрагенератара.Праблема:Мікрасетка далікатная і не можа справіцца з «пускавым токам» традыцыйных сістэм зарадкі пераменным токам.Рашэнне пастаяннага току:Насценная зарадная прылада пастаяннага току выконвае ролю складанага буфера. Яна атрымлівае пастаянны пастаянны ток нізкага току з гідра-/ветраэнергетычнай сістэмы ў невялікую буферную батарэю, а затым «перадае» гэтую энергію ў электрамабіль магутнасцю 20 кВт пастаяннага току пры неабходнасці. Дакладнае кіраванне зараднай прыладай пастаяннага току прадухіляе развал мікрасеткі, што дазваляе валодаць электрамабілем у самых аддаленых кутках планеты.

Раздзел 12: Тэхнічныя праблемы і стратэгіі іх змякчэння

Нягледзячы на ​​велізарныя перавагі, шлях да ўніверсальнай зарадкі пастаяннага току ў жылых памяшканнях не абыходзіцца без перашкод. Вырашэнне гэтых праблем з'яўляецца цэнтрам бягучых даследаванняў і распрацовак у гэтым сектары.

12.1 Высокачастотны шум і электрамагнітная сумяшчальнасць (ЭМС)

Праца SiC-пераўтваральніка магутнасцю 20 кВт на частаце 200 кГц у жылым гаражы можа ствараць значны электрамагнітны шум. Калі ён не экранаваны належным чынам, гэты шум можа перашкаджаць хатняму Wi-Fi, сігналам сотавай сувязі і нават уласным датчыкам аўтамабіля.Змякчэнне наступстваў:Вядучыя вытворцы выкарыстоўваюць шматступенныя фільтры электрамагнітных перашкод і пераключэнне з «расшырэннем спектру». Дзякуючы нязначнаму змяненню частаты пераключэння, а не заставанню на адным фіксаваным піку, «шум» распаўсюджваецца па больш шырокай паласе, зніжаючы пікавыя перашкоды да ўзроўняў, якія адпавядаюць строгім стандартам FCC і CE для жылых памяшканняў.

12.2 Гармонікі сеткі і якасць электраэнергіі

Вялікія зарадныя прылады пастаяннага току могуць уводзіць «гармонікі» назад у электрычную панэль. Гэта скажэнні чыстай сінусоіды, якую выпрацоўвае электрасетка. Высокія гарманічныя скажэнні могуць прывесці да таго, што іншыя рухавікі (напрыклад, у халадзільніках або пральных машынах) будуць перагравацца і заўчасна выйсці з ладу.Змякчэнне наступстваў:Насценныя зарадныя прылады пастаяннага току выкарыстоўваюць схемы актыўнай карэкцыі каэфіцыента магутнасці (APFC). Гэтыя схемы гарантуюць, што ток, які спажываецца з сеткі, ідэальна суадносіцца з напругай, падтрымліваючы «каэфіцыент магутнасці» >0,99 і ўтрымліваючы агульны каэфіцыент гарманічных скажэнняў (TTHD) дома ў межах, вызначаных стандартамі IEEE 519 і IEC 61000-3-2. З каэфіцыентам магутнасці вышэй за 0,99 і THD звычайна ніжэй за 5% пры поўнай нагрузцы, сучасная насценная зарадная прылада з карбіду крэмнію фактычна паляпшае якасць электраэнергіі ў доме: пярэдні канец APFC настолькі дакладна рэгулюе спажыванне току, што падключаныя прыборы маюць больш чыстую форму хвалі, чым многія віды бытавой электронікі.

12.3 Тэрмарэгуляванне ў жылым корпусе

Насценная зарадная прылада пастаяннага току магутнасцю 20 кВт канцэнтруе значную колькасць цяпла ў форм-фактары, прызначаным для выкарыстання ў гаражы. Перавага ў эфектыўнасці карбіду крэмнію тут вырашальная. Пры эфектыўнасці 97-98% блок магутнасцю 20 кВт рассейвае прыкладна 400-600 Вт цяпла — у параўнанні з 1000 Вт або больш для параўнальнай канструкцыі на аснове крэмнію. Гэта адрозненне дазваляе насценнай зараднай прыладзе выкарыстоўваць герметычнае натуральнае канвекцыйнае астуджэнне без вентылятара ў большасці кліматычных умоў, што ліквідуе найбольш распаўсюджаную праблему збою ў зарадным абсталяванні: забітыя пылам вентылятары і звязаны з імі шум.

Пры ўсталёўцы ў гаражах без тэмпературы мае значэнне цеплавы рэжым. Магутнасць зараднай прылады плаўна зніжаецца: калі тэмпература навакольнага асяроддзя павышаецца вышэй за 40°C (104°F), прылада аўтаматычна плаўна зніжае выходную магутнасць, абараняючы ўнутраныя кампаненты і працягваючы зараджаць аўтамабіль са зніжанай хуткасцю. Кіроўца заўсёды ведае бягучы стан праз суправаджальнае прыкладанне, якое паведамляе як пра магутнасць зарадкі, так і пра цеплавы запас.

12.4 Бяспека, сертыфікацыя і агляд усяго дома

Зарадка пастаяннага току ў хатніх умовах патрабуе такіх жа строгіх мер бяспекі, як і зарадка камунальнага абсталявання. Насценная скрынка мае абарону ад замыкання на зямлю, выяўленне дугі і ПЗВ тыпу B, здольнае выяўляць токі ўцечкі пастаяннага току, якія прапускаюць ПЗВ толькі пераменнага току. Адключэнне пры перагрэве, абарона ад зваротнай палярнасці і рэзервовыя кантактары гарантуюць, што ў найгоршым выпадку ўзнікненне няспраўнасці будзе бяспечным кантраляваным адключэннем, а не некантраляванай дугай.

Найважнейшае тое, што насценная зарадная станцыя мае сувязь праз OCPP з сістэмай кіравання энергіяй домаўладальніка. У спалучэнні з сонечнай батарэяй на даху і хатнім акумулятарам яна можа зараджаць аўтамабіль толькі ад лішку сонечнай энергіі, пастаўляць энергію ў дом (V2H) падчас пікавых тарыфаў на камунальныя паслугі і зніжаць нагрузку падчас надзвычайных сітуацый у сетцы. У выніку атрымліваецца адзіная скаардынаваная энергетычная прылада, а не набор незалежных прылад, і дом, які працягвае ўключаць святло, калі сетка не працуе.

Прастата ўстаноўкі мае гэтак жа вялікае значэнне.Спецыяльная насценная зарадная прылада пастаяннага току магутнасцю 20 кВт падключаецца да існуючай панэлі дома праз адзін трохфазны або двухфазны аўтаматычны выключальнік, а ўбудаваны лічыльнік энергіі зараднай прылады выключае неабходнасць асобнай устаноўкі заціскаў токавага току ў большасці канфігурацый. Незалежна ад таго, ці ўсталёўваецца яна ў гатовы гараж, ці прызначана для новага будаўніцтва, тонкая насценная мадэль і дадатковае мацаванне на пастаменце даюць домаўладальнікам і электрыкам свабоду дзеянняў, а кожная ўстаноўка мае сертыфікаты CE, UL і мясцовыя сертыфікаты, што спрашчае атрыманне дазволаў.

Асноўныя высновы

• Пярэдняя частка APFC падтрымлівае каэфіцыент магутнасці вышэй за 0,99 і гарманічныя скажэнні ў межах IEEE 519, абараняючы бытавую тэхніку.
• Высокая эфектыўнасць SiC дазваляе выкарыстоўваць безвентылятарныя, канвекцыйныя астуджальныя жылыя дамы з плаўным зніжэннем цеплавых характарыстык.
• ПЗВ тыпу B, выяўленне дугавога замыкання і кіраванне энергіяй на аснове OCPP робяць насценную зарадную станцыю бяспечнай і энергасеткавай бытавой прыладай.
• Функцыя V2H пераўтварае аўтамабіль у рэзервовую крыніцу харчавання, забяспечваючы рэальную ўстойлівасць падчас адключэнняў электраэнергіі.

Звяжыцеся з MIDA Power

Зарадныя прылады пастаяннага току ад MIDA Power Wallbox — магутнасцю ад 20 кВт да 60 кВт — распрацаваны для жылых і невялікіх камерцыйных сетак з выкарыстаннем SiC-ступеней, гатовыя да выкарыстання па стандарту ISO 15118 Plug & Charge і цалкам адпавядаюць стандарту OCPP 1.6J/2.0.1. Каб атрымаць тэхнічныя характарыстыкі, інструкцыі па ўсталёўцы або прапанову па вашым праекце, звяжыцеся з нашай службай продажаў. Нашы інжынеры дапамогуць вам падабраць патрэбны памер насценнай прылады ў адпаведнасці з ёмістасцю вашых панэляў, сонечнай батарэяй і канфігурацыяй хатніх акумулятараў.