Wallbox DC үй зарядтағыштарына инвестиция салу: SiC тиімділігі, V2H тұрақтылығы және тұрақтылық

Тұрғын үй мобильділігінің техникалық эволюциясының соңғы нұсқасы: Неліктен Wallbox DC үй зарядтағыштарына инвестиция салу OBC шектеулерін айналып өтіп, V2H/V2G тұрақтылығын қамтамасыз етеді және болашаққа арналған тұрақты өмір үшін SiC технологиясы арқылы энергия тиімділігін арттырады?

Абстракт

Электрлік мобильділікке жаһандық көшу екінші, күрделі кезеңге аяқ басып келеді. Алғашқы онжылдық көлік құралдарын енгізуге және қоғамдық инфрақұрылымға бағытталған болса, қазіргі онжылдық тұрғын үйлерді зарядтау экожүйесін оңтайландырумен анықталады. Бұл эволюцияның негізінде Wallbox DC Home Charger тұр. Дәстүрлі түрде тұрғын үйлерді зарядтау көліктің ішкі борттық зарядтағышына (OBC) негізделген айнымалы ток (AC) 2-деңгейлі станциялардың саласы болды. Дегенмен, OBC-нің техникалық шектеулері - салмағына, көлеміне және құнына байланысты - энергияға тәуелсіз үйлердің келесі буыны үшін кедергі тудырды.

Бұл мақалада тұрақты ток қабырға қораптарының техникалық, электрохимиялық және экономикалық артықшылықтарына 6000 сөзден тұратын толық шолу жасалады. Біз бұл құрылғылардың жылдамырақ және тиімдірек зарядтауды ұсыну үшін OBC-ді қалай айналып өтетінін; олардың жылу шығындарын азайту үшін кремний карбидін (SiC) жартылай өткізгіштерін қалай пайдаланатынын; және олардың көліктен үйге (V2H) және көліктен желіге (V2G) қолданбалары үшін неліктен ажырамас негіз болып табылатынын зерттейміз. Сонымен қатар, біз тұрақты ток зарядтағыштарының үй энергиясын басқару жүйелеріне (HEMS) интеграциясын, олардың сәнді тұрғын үй брендингіндегі рөлін және өндіріс ауқымы ретіндегі ұзақ мерзімді шығындар мен пайда траекториясын талдаймыз.

1-тарау: Үйдегі электромобильдерді зарядтаудағы парадигманың өзгеруі – айнымалы ток қуатынан тұрақты интеллектке дейін

Электр көліктерін (ЭК) зарядтау тарихы ымыраға толы болды. Қазіргі ЭК дәуірінің алғашқы кезеңдерінде басты мақсат көлікті қолданыстағы тұрғын үй электр инфрақұрылымын пайдаланып түнде қайта зарядтауға болатынын қамтамасыз ету болды. Бұл айнымалы токпен зарядтаудың басым болуына әкелді. Айнымалы ток жүйесінде қабырға қорабы негізінен коммуналдық айнымалы ток қуатын тікелей көлікке беретін ерекше қауіпсіздік қосқышы (EVSE – Электр көліктерін жеткізу жабдығы) болып табылады. Ауыр жүк көтеру – сол айнымалы ток қуатын аккумуляторға қажетті тұрақты ток қуатына айналдыру – көліктің борттық зарядтау құрылғысы (OBC) арқылы жүзеге асырылады.

Айнымалы токпен зарядтауды орнату тиімді болғанымен, ол түбегейлі шектеулі. Батарея сыйымдылығы 60 кВт/сағ-тан 100 кВт/сағ-қа дейін және одан да көп өскен сайын, 7 кВт немесе 11 кВт айнымалы токпен зарядтауға қажетті уақыт көп пайдаланатын үй шаруашылықтары үшін логистикалық кедергіге айналады. Ең бастысы, айнымалы ток парадигмасы электромобильді пассивті жүктеме - энергияның «шығарғышы» ретінде қарастырады.

Wallbox тұрақты токты үйге арналған зарядтағышын енгізіңіз. Айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру процесін көліктен шығарып, арнайы қабырғаға орнатылған блокқа ауыстыру арқылы біз өнімділіктің жаңа өлшемін ашамыз. Бұл өзгеріс «айнымалы ток утилитасы» жүйесінен «тұрақты ток интеллектіне» ауысуды білдіреді. Тұрақты токты қабырғаға орнату құрылғысы жай ғана зарядтағыш емес; ол күрделі қуат электроникасы орталығы. Ол көліктің ішкі шектеулерін айналып өтетін дәл кернеу мен токты басқаруды қамтамасыз ететін батареяны басқару жүйесімен (BMS) тікелей байланысады.

Бұл тарауда осы өзгерісті қозғайтын макротрендтер қарастырылады:

1. Жылдамдықты қуу:Қазіргі уақытта жоғары сапалы электромобильдер 800 В архитектурасын қолдайды. Айнымалы ток зарядтағыштары үйде бұл жылдамдықты пайдалана алмайды. Тұрақты ток қабырға қораптары, тіпті тұрғын үй қуатының төменгі деңгейлерінде де (мысалы, 20 кВт-тан 30 кВт-қа дейін), стандартты 7 кВт айнымалы ток құрылғыларымен салыстырғанда айтарлықтай жетілдіруді ұсынады.
2. Энергетикалық егемендік:Тұрғын үйлердегі күн энергиясы мен батарея сақтау орындарының көбеюі «тұрақты ток экожүйесін» құрайды. Тұрақты ток күн энергиясын үй үшін айнымалы токқа, содан кейін көлік үшін қайта тұрақты токқа түрлендіру бірнеше түрлендіру шығындарын тудырады. Тұрақты ток қабырға қорабының негізінде тұрақты токпен байланысқан үй ортасы бұл «түрлендіру салықтарын» азайтады.
3. Ақылды тор:Коммуналдық қызметтер пайдалану уақытын белгілеу және сұранысқа жауап беру бағдарламаларына көшкен сайын, тұрақты ток жүйелері ұсынатын егжей-тегжейлі басқару үй иелеріне дәстүрлі кондиционер қондырғыларына қарағанда электр желісін тұрақтандыруға тиімдірек қатысуға мүмкіндік береді.

2-тарау: Техникалық алшақтық – Борттық зарядтағыштың (OBC) кедергісін айналып өту

Тұрақты токпен үйде зарядтаудың революциялық екенін түсіну үшін алдымен «OBC кедергісін» түсіну керек. Әрбір айнымалы токпен зарядталған электромобильде борттық зарядтағыш бар. Бұл компонент - 120 В немесе 240 В айнымалы токты қабылдайтын және оны батарея блогының тұрақты ток кернеуіне түзететін қуат инверторы.

Дегенмен, OBC автомобиль физикасының құрбаны болып табылады. Ол көлікпен бірге жүруі керек болғандықтан, қатаң шектеулерге бағынады:

• Массасы мен көлемі:Әрбір килограмм OBC көліктің жүру қашықтығын азайтатын салмақтың бір килограммы болып табылады. Демек, өндірушілердің көпшілігі кеңістік пен салмақты үнемдеу үшін OBC-ны 7 кВт немесе 11 кВт-қа шектейді.
• Жылуды басқару:11 кВт қуатты түрлендіру айтарлықтай жылу шығарады. Көліктің салқындату циклі бұл жылуды таратуы керек, ол қосымша энергия тұтынады.
• Құны:Жоғары қуатты OBC-лерді (мысалы, 22 кВт) өндіру қымбатқа түседі және көбінесе сәнді модельдерге немесе қосымша жаңартуларға ауыстырылады.

Wallbox тұрақты ток зарядтағышы пайдаланылған кезде, OBC толығымен айналып өтеді. Тұрақты ток қабырға қорабы CCS немесе NACS қосқышының тұрақты ток түйреуіштері арқылы көліктің аккумуляторына тікелей қосылады. Мұның бірнеше терең салдары бар:

2.1 Көлік салмағынсыз жоғары қуат тығыздығы

Гараж қабырғасына конверсиялау жабдығын орналастыру арқылы инженерлер енді көліктің салмақ шектеулерімен шектелмейді. Біз үлкенірек индукторларды, берік конденсаторларды және жоғары сапалы салқындату жүйелерін пайдалана аламыз. Бұл тұрғын үйлерді 15 кВт, 20 кВт немесе тіпті 25 кВт зарядтау жылдамдығына мүмкіндік береді — бұл жылдамдықтарды көліктің өзіне біріктіру физикалық және экономикалық тұрғыдан тиімсіз болар еді.

2.2 Тиімділіктің артуы

OBC тиімділігі әдетте 85%-дан 92%-ға дейін болады. Он жыл ішінде мыңдаған зарядтау циклдарын ескерсек, «екі жаққа» шығын айтарлықтай болады. Өнеркәсіптік деңгейдегі компоненттерді және мамандандырылған салқындатуды пайдаланатын тұрақты ток қабырға қораптары 96%-дан асатын тиімділікке қол жеткізе алады. Автокөліктің ішкі түзеткішін айналып өту арқылы энергия электр желісінен (немесе күн энергиясынан) тікелей батареяның химиялық қоймасына минималды қалдықтармен түседі.

2.3 Сенімділік және қызмет көрсетуге жарамдылық

Егер OBC істен шықса, көлік іс жүзінде тұрып қалады және дилерлік орталықта қымбат, күрделі жөндеуді қажет етеді. Егер тұрақты ток қабырға қорабы істен шықса, көлікті қоғамдық станцияда немесе қосалқы айнымалы ток портативті зарядтағыш арқылы зарядтауға болады, ал қабырға қорабының өзін электрик көліктің жоғары вольтты ішкі компоненттеріне тимей қызмет көрсетуге немесе ауыстыруға болады.

3-тарау: Электрохимиялық артықшылықтар – батареяның қызмет ету мерзімін және тиімділігін оңтайландыру

«Тұрақты токпен зарядтау батареяларға зиянды» деген жаңсақ түсінік кең таралған. Өте жылдам қоғамдық тұрақты токпен зарядтау (350 кВт+) термиялық кернеуді тудыруы мүмкін болса да,Тұрғын үйдегі тұрақты токты зарядтау(10 кВт-тан 25 кВт-қа дейінгі диапазонда) айнымалы токпен зарядтауға қарағанда бірнеше артықшылықтар беретін электрохимиялық «тәтті нүкте».

3.1 Дәл импульс енін модуляциялау (PWM) және толқындарды басқару

Көліктің OBC-дегі айнымалы токтан тұрақты токқа түрлендіру процесі көбінесе «толқынды ток» тудырады - тұрақты ток шығысындағы шағын ауытқулар, бұл батарея ұяшықтарының ішінде микроскопиялық қызуды тудыруы мүмкін. Жоғары сапалы тұрақты ток қабырға қораптары әлдеқайда «таза» тұрақты ток сигналын беру үшін озық сандық сигнал процессорларын (DSP) пайдаланады. Бұл тұрақтылық зарядтау процесі кезінде литий-ион ұяшықтарындағы ішкі кедергі шығындарын азайтады.

3.2 Динамикалық зарядтау қисықтары

Айнымалы ток арқылы зарядтаған кезде, автомобильдің BMS жүйесі OBC-ден қуат сұрауы керек, ол содан кейін қабырғадан тартылады. Бұл көп сатылы байланыс кідіріске ие болуы мүмкін. Тұрақты ток қабырға қорабы BMS-пен ISO 15118 хаттамасы арқылы тікелей байланысады. Бұл зарядтаудың динамикалық және жауапты қисығын жасауға мүмкіндік береді. Егер BMS белгілі бір ұяшық модулінде температураның аздап көтерілуін анықтаса, тұрақты ток қабырға қорабы ток ағынын OBC-ге қарағанда әлдеқайда дәлірек микрореттей алады.

3.3 «Конверсиялық жылуды» азайту

Айнымалы токпен зарядтау кезінде OBC шығаратын жылу көбінесе батарея блогына беріледі, себебі олар бірдей салқындату тізбегін пайдаланады және жақын орналасқан. Бұл екінші реттік жылу жүктемесі электролиттің ыдырауын жеделдетуі мүмкін. Жылу шығаратын түрлендіру процесін қабырға қорабына ауыстыру арқылы көлік құралының аккумуляторы жұмыс кезінде салқын болып қалады, бұл анодтағы SEI (қатты электролит интерфазасы) қабатының денсаулығын сақтайды.

Қысқаша айтқанда, тұрмыстық тұрақты токпен зарядтау батареяның қызмет ету мерзімі ішінде жоғары электрохимиялық тұрақтылықты сақтай отырып, жылдам зарядтағыштың жылдамдығын баяу зарядтағыштың «жұмсақтығымен» қамтамасыз етеді.

4-тарау: Кремний карбиді (SiC) технологиясы – аса жоғары тиімділікпен түрлендірудің негізі

Қазіргі заманғы тұрақты ток қабырға қораптарын үйде қолдануға болатын құпия ингредиент - дәстүрлі кремний (Si) MOSFET және IGBT-ден кремний карбиді (SiC) жартылай өткізгіштеріне ауысу. SiC - қуатты электроника саласын түбегейлі өзгерткен кең жолақты (WBG) материал.

4.1 Жоғары өткізу қабілеттілігінің қасиеттері

Кремний карбидінің өткізу қабілеттілігі кәдімгі кремнийге қарағанда шамамен үш есе кең. Бұл SiC құрылғыларына әлдеқайда жоғары кернеулер мен температураларда жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Тұрақты ток қабырға қорабында бұл құрылғы қазіргі заманғы электромобиль батареяларының 400 В немесе 800 В талаптарын компоненттік іздің аз ғана бөлігімен орындай алатынын білдіреді.

4.2 Коммутациялық шығындардың азаюы

Үйдегі зарядтағыштағы SiC-тің ең маңызды артықшылығы - коммутация шығындарының азаюы. Дәстүрлі кремний қосқыштары қосылған және өшірілген сайын энергияны жоғалтады, бұл негізінен олардың баяу жауап беру уақыты мен жоғары сыйымдылығына байланысты. SiC қосқыштары әлдеқайда жоғары жиіліктерде жұмыс істей алады (көбінесе кремнийге қарағанда 10 есе жоғары). Бұл жоғары жиілікті коммутация мыналарға мүмкіндік береді:

• Кішігірім магниттер:Ауыстыру жиілігі жоғары болғандықтан, қабырға қорабының ішіндегі индукторлар мен трансформаторлар айтарлықтай кішірек және жеңіл болуы мүмкін. Бұл 20 кВт тұрақты ток зарядтағышының тоңазытқыш өлшеміндегі шкаф емес, гараж қабырғасына ілінетіндей кішкентай болуына мүмкіндік береді.
• Жоғары тиімділік:SiC кремний негізіндегі түрлендірумен салыстырғанда энергия шығынын 80%-ға дейін азайтады. Үй иесі үшін бұл электр энергиясына төлемдердің азаюына және жылу шығынының азаюына әкеледі.

4.3 Жылуды басқару және сенімділік

SiC тиімдірек болғандықтан, ол аз жылу шығарады. Аз жылу қабырға қорабы шулы, көп күтімді қажет ететін салқындату желдеткіштерін қажет етпеуі мүмкін дегенді білдіреді. Көптеген SiC негізіндегі тұрақты ток қабырға қораптары пассивті сұйық салқындатуды немесе озық жылу раковиналарын пайдалана алады. Бұл электрониканың қызмет ету мерзімін ұзартады, себебі термиялық цикл қуат жүйелеріндегі компоненттердің істен шығуының бірінші себебі болып табылады.

4.4 Салыстырмалы талдау: Тұрғын үйлердегі Si және SiC

SiC-ті шынымен бағалау үшін сандық жақсартуларды қарастыру керек. Әдеттегі 20 кВт түрлендіргіште:

• Ізді азайту:Кремний негізіндегі жүйе салқындату желдеткіштері мен үлкен индукторларды орналастыру үшін 15 литрлік корпусты қажет етуі мүмкін. SiC негізіндегі жүйе 4 литрлік корпусқа сыйғызылуы мүмкін, бұл көлемді 73%-ға азайтады.
• Ауыстыру жиілігі:Кремний IGBT-лары термиялық шектеулерге байланысты әдетте 20 кГц-тен 30 кГц-ке дейін шектеледі. SiC MOSFET-тері 100 кГц-тен 300 кГц-ке дейін ыңғайлы жұмыс істейді. Бұл тек техникалық құндылық метрикасы емес; ол трансформаторлардағы мыс орамаларының салмағымен тікелей байланысты, бұл материалдар шотының (BOM) айтарлықтай бөлігін құрайды.
• Жартылай жүктеме кезіндегі тиімділік:Көптеген тұрмыстық зарядтағыштар қызмет ету мерзімінің көп бөлігінде жартылай жүктемемен (мысалы, 20 кВт орнына 5 кВт) жұмыс істейді. SiC тіпті 20% жүктеме кезінде де жоғары тиімділікті (94%+) сақтайды, ал кремний тиімділігі төмен қуат деңгейлерінде көбінесе кенеттен 80-ге немесе 70-ке дейін төмендейді.

4.5 Термиялық циклдің өмір сүру ұзақтығына әсері

Тұрғын үй зарядтағыштары қатал ортаға ұшырайды - қыста суық гараждар, ал жазда аптап ыстық гараждар. Кремний жартылай өткізгіштері «түйіспе температурасының» ауытқуларына өте сезімтал. Кремний зарядтағыш іске қосылған сайын ішкі компоненттер кеңейіп, жиырылады. Мыңдаған циклдар ішінде бұл дәнекерлеудің шаршауына және сым байланысының істен шығуына әкеледі. SiC-тің кең өткізу жолағы және жоғары жылу өткізгіштігі ішкі температураның әлдеқайда тұрақты болып қалатынын білдіреді, бұл құрылғының MTBF (істен шығулар арасындағы орташа уақыт) салалық орташа 5 жылдан 12 жылдан астам уақытқа дейін күрт артады.

5-тарау: Wallbox тұрақты ток зарядтағыштары V2H (көліктен үйге) және V2G (көліктен желіге) шлюзі ретінде

Тұрақты ток қабырға қорабына инвестиция салудың ең маңызды себебі, мүмкін, оның екі бағытты энергия ағынын қамтамасыз етуші рөлі. Кейбір айнымалы токтың екі бағытты жүйелері болғанымен, олар көлік құралының ішкі жабдықтарымен шектелген. Тұрақты токпен байланысты екі бағытты зарядтау энергия тұрақтылығының алтын стандарты болып табылады.

5.1 Көлік тұрғын үй аккумуляторы ретінде (V2H)

Қазіргі заманғы электромобиль аккумуляторы әдетте 60 кВт/сағ-тан 100 кВт/сағ-қа дейін энергияны ұстайды. Бұл орташа үй шаруашылығын үш-бес күн бойы қуаттандыруға жеткілікті. Дегенмен, электр қуаты өшкен кезде үйіңізді қуаттандыру үшін осы энергияны пайдалану үшін батареядан тұрақты ток қуатын алып, оны үй тізбектері үшін айнымалы токқа қайта түрлендірудің жолы қажет. Тұрақты ток қабырға қорабы бұл шлюз ретінде қызмет етеді. Ол OBC-ді айналып өтетіндіктен, ол батарея блогынан тікелей қуат алып, оны 240 В айнымалы токқа айналдырып, үйдің электр панеліне (трансферлік қосқыш арқылы) бере алады. Бұл электромобильді үлкен, мобильді «Powerwall»-ға айналдырады, бұл арнайы стационарлық үй аккумуляторына қарағанда әлдеқайда көп қуатты төмен бағамен қамтамасыз етеді.

5.2 Электр желісін тұрақтандыру және кіріс (V2G)

Көліктен-торға (V2G) бұл мәселені одан әрі қарай шешеді. V2G сценарийінде тұрақты ток қабырға қорабы коммуналдық қызмет көрсетушімен байланысады. Сұраныстың ең жоғары кезеңінде желі мыңдаған тұрақта тұрған электромобильдерден аз мөлшерде энергияны «қарызға» ала алады. Әдетте үй иесіне бұл қызмет үшін өтемақы төленеді, бұл олардың жалпы меншік құнын тиімді түрде төмендетеді. Тұрақты ток қабырға қораптары V2G үшін тиімдірек, себебі олар жылдам жауап беру уақытын және жоғары қуат өткізу қабілетін ұсынады. Егер желіге қуаттың өшуін болдырмау үшін кенеттен 20 кВт қосу қажет болса, тұрақты ток қабырға қорабы оны бірден бере алады, ал стандартты айнымалы ток OBC 7 кВт-пен шектелуі мүмкін және тіпті екі бағытты ағынды қолдамауы мүмкін.

5.3 Виртуалды электр станциялары (VPP)

Тұрақты ток зарядтағыштары үй иелеріне виртуалды электр станцияларына қосылуға мүмкіндік береді. Тұрақты токқа қосылған жүздеген үйлерді біріктіру арқылы VPP менеджері көтерме энергия нарығына айтарлықтай қуат ұсына алады. Бұл тұрғын үй секторы үшін жаңа «энергия үнемдеуін» жасайды, мұнда электромобиль пассивті шығын емес, белсенді актив болып табылады.

5.4 «Жауапты мемлекетті» (SoC) сақтау стратегиясы

Тұрақты ток V2G жүйелерінің күрделі ерекшеліктерінің бірі - электр желісін қолдай отырып, батареяның жұмысын басқару мүмкіндігі. Батареяны таяз, тиімсіз циклдармен «ұруы» мүмкін айнымалы ток негізіндегі жүйелерден айырмашылығы, тұрақты ток қабырға қорабы «дәл разрядтауды» орындай алады. Ол электр желісі сұраған энергия мөлшерін дәл ала алады, сонымен бірге батареяның пайдаланушы анықтаған шекті мәннен (мысалы, 20% SoC) төмен түспеуін қамтамасыз етеді және мұны ішкі кедергінің қызуын азайтатын оңтайлы разрядтау жылдамдығымен жасайды.

6-тарау: Үй энергиясын басқару жүйелерімен (HEMS) және жаңартылатын энергия көздерімен терең интеграция

Wallbox тұрақты ток зарядтағышы жеке құрылғы емес; ол «2030 жылғы ақылды үй» жобасындағы маңызды түйін. Үй энергиясын басқару жүйесімен (HEMS) біріктірілген кезде, тұрақты ток қабырғасы үй шаруашылығының энергия балансының негізгі реттеушісіне айналады.

6.1 «Тұрақты ток шинасының» тұжырымдамасы

Болашаққа арналған үйлер тұрақты токқа негізделген архитектураға бет алуда. Күн батареялары тұрақты ток шығарады. Үй батареялары тұрақты токты сақтайды. Электр көліктері тұрақты токты пайдаланады. Дәстүрлі айнымалы токпен жұмыс істейтін үйде энергия алға және артқа түрлендіріледі (ТТ -> АТ -> ТТ -> АТ), әр қадамда 3-5% шығын болады. Тұрақты ток қабырғасы тікелей қосылуға мүмкіндік береді. Күн энергиясымен жұмыс істейтін тұрақты ток қуатын айнымалы ток инверторынан өтпей-ақ тікелей электр батареясына бағыттауға болады. Бұл «тікелей электр энергиясына» күн энергиясын зарядтау тиімділіктің шыңы болып табылады, шатырмен түсірілген әрбір фотонның қозғалғыштық үшін пайдаланылуын қамтамасыз етеді.

6.2 Ақылды жүктемені теңестіру

HEMS бағдарламалық жасақтамасы үйдің жалпы жүктемесін теңестіру үшін тұрақты ток қабырға қорабын пайдалана алады. Мысалы, егер HVAC жүйесі іске қосылып, үйдің ең жоғары сұраныс шегінен асып кету қаупі төнсе, HEMS тұрақты ток қабырға қорабын лезде 20 кВт-тан 10 кВт-қа дейін азайта алады. Тұрақты ток зарядтау сандық түрде басқарылатындықтан және көліктің ішкі кідірістерін айналып өтетіндіктен, бұл реттеулер миллисекунд ішінде жүзеге асырылады, бұл үйдің негізгі ажыратқышының ешқашан істен шықпауын қамтамасыз етеді.

6.3 Болжамдық аналитика және пайдаланушының мінез-құлқы

Кіріктірілген HEMS ауа райы болжамдарын, коммуналдық қызметтердің бағаларын және пайдаланушының күнтізбесін талдай алады. Егер жүйе сіздің ертең ұзақ сапарыңыз бар екенін және бүгін күн жарқырап тұратынын білсе, ол түстен кейін тұрақты токпен күн энергиясын зарядтауға басымдық береді. Егер кешке коммуналдық қызметтердің бағалары жоғары болса, ол ыдыс жуғыш машина мен шамдарды (V2H) іске қосу үшін көліктен энергия алу үшін тұрақты ток қабырға қорабын пайдаланады, содан кейін тарифтер ең төмен болған кезде көлікті таңғы сағат 3:00-де зарядтайды.

6.4 Көп пәтерлі үйлердегі агрегаттық флоттың әсері

Пәтер кешендерінде немесе сәнді кондоминиумдарда тұрақты ток қабырға қораптарын «микрожелі» құру үшін желіге қосуға болады. Әрбір пәтерде 90% бос тұрған арнайы желілік қосылымның орнына, орталықтандырылған тұрақты ток шиналары көліктер арасында қуатты бөлісе алады. Егер бір көлік толық зарядталған болса, тұрақты ток сыйымдылығының үлесі бірден жаңа келген көлікке бағытталады. Бұл «динамикалық сыйымдылықты бөлісу» тек тұрақты ток жүйелеріне тән жоғары жылдамдықты байланыс және басқару арқылы мүмкін болады.

7-тарау: Физикалық инженерия – Орнату, кеңістікті оңтайландыру және жылуды басқару

Өнеркәсіптік қоймалардан тұрғын үй гараждарына жоғары қуатты тұрақты токпен зарядтауды көшіру физикалық инженерияның шедеврін қажет етті. Қоғамдық тұрақты токпен жылдам зарядтағыш көбінесе үлкен сауда автоматының өлшеміндей болса, тұрғын үйге арналған тұрақты токпен зарядтағыш ықшам, эстетикалық тұрғыдан жағымды және тыныш болуы керек. Бұған қол жеткізу бірнеше негізгі салаларда инновацияларды қажет етті.

7.1 Қуатты түрлендіру топологиясы: Резонанстық түрлендіргіш

Жоғары қуат тығыздығына қол жеткізу үшін тұрғын үй тұрақты ток қабырға қораптары көбінесе LLC резонанстық түрлендіргіштерін немесе фазалық ауысумен толық көпір (PSFB) топологияларын пайдаланады. Бұл тізбектер жартылай өткізгіштер нөлдік кернеуде (ZVS) немесе нөлдік токта (ZCS) қосылып-өшетін «жұмсақ коммутацияны» қамтамасыз етеді. Бұл сезімтал Wi-Fi және ақылды үй құрылғылары бар үй орталары үшін өте маңызды электромагниттік кедергіні (EMI) айтарлықтай азайтады және ішкі сүзгілер мен жылу раковиналарының өлшемін азайтады.

7.2 Жылуды басқару: желдеткіштен тыс

Тұрғын үй жағдайында шу үлкен мәселе болып табылады. Жатын бөлмеге қосылған гараж үшін қатты дыбыс шығаратын өнеркәсіптік желдеткіші бар 20 кВт зарядтағыш жарамсыз. Инженерлер жылуды үнсіз басқару үшін бірнеше стратегияны қолданды:

• Капсулаланған магниттер:Индукторлар сияқты компоненттер жылуды сыртқы корпусқа тартатын жылу өткізгіш шайырларға салынған.
• Сұйықтықтан ауаға жылу алмастырғыштар:Кейбір жоғары сапалы тұрақты ток қабырға қораптары SiC модульдерінен пассивті радиатор ретінде әрекет ететін үлкен беттік алюминий шассиге жылуды беру үшін кішкентай, дыбыссыз сұйықтық ілмегін (ойын компьютеріне ұқсас) пайдаланады.
• Фазалық ауысу материалдары (ФАА):Жетілдірілген құрылғылар қысқа, жоғары қуатты жарылыстар кезінде жылуды сіңіру және оны уақыт өте келе баяу босату үшін PCM пайдаланады, бұл белсенді салқындатусыз жоғары шың қуатын қамтамасыз етеді.

7.3 Орнату архитектурасы: «Бөлінген» жүйе

20 кВт+ түрлендіру жабдығының физикалық салмағын жеңу үшін кейбір өндірушілер бөлінген архитектураға көшуде. Ауыр қуат модулі шатырға немесе коммуналдық шкафқа орнатылады, ал гаражға жұқа, дизайнерге ыңғайлы «бас блок» (экран мен кабельді қамтитын) орнатылады. Бұл орнатуды жеңілдетеді, себебі электр жұмыстары негізгі панельдің жанында орындалады және тек жоғары вольтты тұрақты ток кабельдерін тұраққа тарту қажет.

7.4 Электр желісіне қосылу талаптары

Тұрақты ток қабырға қорабын орнату стандартты айнымалы ток блогына қарағанда күрделірек. Әдетте ол үшін арнайы 3 фазалы қосылым (Еуропада) немесе жоғары амперлі 240 В бөлінетін фазалы тізбек (Солтүстік Америкада) қажет.

• Панельдегі жүктемені теңестіру:Қазіргі уақытта көптеген құрылғыларда үйдің жалпы тұтынуын бақылайтын «CT қысқыштары» (ток трансформаторлары) бар. Егер үй иесі саунаны немесе электр пешін қосса, тұрақты ток қабырға қорабы негізгі сақтандырғыштың жанып кетуіне жол бермеу үшін бірден дроссельденеді.
• Оқшаулау трансформаторлары:Тұрақты ток зарядтағыштары қауіпсіздік үшін электр желісі мен көлік аккумуляторы арасында гальваникалық оқшаулауды қамтамасыз етуі керек. Қазіргі заманғы жоғары жиілікті трансформаторлар ауыр 50/60 Гц трансформаторларды алмастырды, бұл салмақты 50 кг-нан 5 кг-ға дейін азайтты.

7.5 Кабельдік инженерия және эргономика

Тұрақты ток кабельдері айнымалы ток кабельдеріне қарағанда айтарлықтай қалың және ауыр, себебі олар әлдеқайда жоғары ток өткізеді (көбінесе 80А немесе 100А дейін). Бұл эргономикалық қиындық тудырады. Инженерлер мыс көлденең қимасын әлдеқайда кішірек ету үшін салқындатқыш сұйықтықтың жұқа қабатын пайдаланатын «сұйықтықпен салқындатылатын кабельдерді» (тіпті тұрғын үйлерде де) жасап шығарды. Бұл кабельді стандартты айнымалы ток кабелі сияқты икемді және жеңіл етеді, бұл егде жастағы немесе қозғалуы шектеулі адамдар үшін пайдаланушы тәжірибесін айтарлықтай жақсартады.

8-тарау: Экономикалық талдау – Шығын-пайда қисығы және меншіктің жалпы құны (ШҚҚ)

Тұрақты токты үйде зарядтауды енгізудегі негізгі кедергі тарихи тұрғыдан «Жапсырма бағасы» болды. Жоғары сапалы айнымалы ток қабырға қорабының бағасы 500-1000 доллар, ал тұрақты ток қабырға қорабының бағасы 4000-10000 доллар болуы мүмкін. Дегенмен, сатып алу бағасына аз көңіл бөлу меншіктің жалпы құнының (TCO) терең артықшылықтарын ескермейді.

8.1 Стационарлық сақтаудың «алдын алу құны»

Егер үй иесі электромобиль мен үй аккумуляторын (мысалы, Tesla Powerwall) қарастырып жатса, экономикалық есептеулер өзгереді. 13,5 кВт/сағ қуаттылықтағы электрлік қабырға шамамен 10 000 доллар тұрады. Екі бағытты тұрақты ток қабырға қорабын таңдау арқылы үй иесі электромобилінде тұрған 80 кВт/сағ қуаттылықтағы батареяны пайдалана алады. Тұрақты ток қабырға қорабы арқылы сақтаудың «кВт/сағ құны» іс жүзінде нөлге тең (өйткені сіз көлікті сатып алғансыз), ал стационарлық сақтау үшін 700 доллар/кВт/сағ құрайды. Қосалқы қуаттылығы айтарлықтай қажет үй үшін тұрақты ток қабырға қорабы іс жүзінде...арзанырақэнергетикалық тәуелсіздікке апаратын жол.

8.2 Энергия тиімділігін үнемдеу

Тұрақты токтан тұрақты токқа (күн энергиясынан электромобильге) зарядтаудың 5%-дан 8%-ға дейінгі тиімділік артықшылығы осыны көрсетеді. 100 000 мильден астам жүріспен электромобиль шамамен 33 000 кВт/сағ энергия тұтынады. Тиімділіктің 5%-ға артуы 1650 кВт/сағ үнемдейді. $0,25/кВт/сағ болғанда, бұл тікелей үнемдеуден $412 құрайды. Зарядтағыштың 15 жылдық қызмет ету мерзімі ішінде тиімділіктің артуы арзан айнымалы ток блогымен салыстырғандағы бағаның үстемесін өтей алады.

8.3 V2G арқылы кірісті қалыптастыру

Белсенді V2G бағдарламалары бар юрисдикцияларда тұрақты ток қабырға қорабы табыс әкелуі мүмкін. Калифорния және бірнеше еуропалық елдер пайдаланушыларға «апаттық» желілік қолдау үшін кВт/сағ үшін 0,50 доллардан 1,00 долларға дейін төлейтін бағдарламалармен тәжірибе жасауда. Егер жүргізуші жылына 50 рет 10 кВт/сағ қолдау көрсетсе, олар жылына 500 доллар таба алады. Сұранысқа жауап беру ынталандыруларымен бірге тұрақты ток қабырға қорабы шығын орталығынан табыс әкелетін активке ауысады.

8.4 Сезімталдықты талдау: Электр энергиясы бағасының әсері

Тұрақты ток қабырға қорабының инвестициялық кірістілігі шың және шыңнан тыс электр энергиясының бағалары арасындағы спредке өте сезімтал. «Пайдалану уақыты» (ToU) тарифтері бар нарықтарда спред $0,30/кВт/сағ немесе одан жоғары болатын нарықтарда, V2H үнемдеуін және күн энергиясын оңтайландыруды ескере отырып, $5000 тұрақты ток қабырға қорабының (орнатуды қоса алғанда) өтелу мерзімі 4-6 жылға дейін қысқа болуы мүмкін. Тұрақты тарифтермен нарықтарда өтелу мерзімі ұзарады, бұл құрылғыны таза қаржылық сатып алудан гөрі «сәнділік пен тұрақтылық» сатып алуға көбірек айналдырады.

8.5 Техникалық қызмет көрсету және қалдық құны

Дәстүрлі айнымалы ток қабырға қораптары көбінесе бір реттік тұрмыстық техника ретінде қарастырылады. Керісінше, тұрақты ток қабырға қораптары өнеркәсіптік стандарттарға сәйкес жасалған. Олардың қайталама нарықтағы қалдық құны жоғары деңгейлі күн энергиясы инверторларына ұқсас жоғары болып қалуы мүмкін. Сонымен қатар, үйлердің «Энергия IQ» негізінде бағалануы артып келе жатқандықтан, алдын ала орнатылған тұрақты ток қабырға қорабы мүлікті қайта сату құнына 2%-дан 5%-ға дейін үстемеақы қосуы мүмкін.

9-тарау: Сән-салтанат және бренд құндылығы – Неліктен жоғары деңгейлі тұрғын үй нарықтары Вашингтонды таңдайды

Сәнді жылжымайтын мүлік және премиум автомобиль секторларында «Wallbox DC» кәсіби деңгейдегі ас үй немесе үй кинотеатры сияқты мәртебе символына айналды. Ол технологияға, өнімділікке және қоршаған ортаны қорғауға деген міндеттемені білдіреді.

9.1 «Уақыт – жалғыз сән-салтанат» деген аргумент

Porsche Taycan немесе Lucid Air сияқты жоғары өнімді электромобильдің иесі үшін толық зарядтауды 10 сағат күту қолайсыздық тудырады. 1,5 сағат ішінде «толықтыруға» мүмкіндік беретін тұрақты ток қорабы бай адамның өмір салтына сәйкес келеді. Таңертеңгі гольф сапарынан үйге оралып, түстен кейінгі кездесуге толық зарядталған көлікті дайындай алудың ыңғайлылығы қарапайым электрлік математикадан асып түсетін құнды ұсыныс болып табылады.

9.2 Эстетикалық интеграция және дизайн

Wallbox, Delta немесе ABB сияқты брендтерден шыққан сәнді DC қабырға қораптары жоғары деңгейлі архитектураны толықтыру үшін жасалған. Ерекшеліктеріне мыналар кіреді:

• Премиум материалдар:Щеткаланған алюминий, шыңдалған әйнек және көміртекті талшық екпіндері.
• Жасырын кабельді басқару:Гараж еденін таза ұстайтын моторлы кабельді кергіштер немесе «қосып, тастайтын» жүйелер.
• Биометриялық және ақылды жарықтандыру:Пайдаланушыны телефоны немесе саусақ ізі арқылы танитын және заряд күйін бірден көрсететін қоршаған жарықтандыруды қамтамасыз ететін зарядтағыштар.

9.3 Жылжымайтын мүліктің бағасының өсуі

Алға ұмтылатын әзірлеушілер «Net Zero Luxury» үйлерін брендтеуде. 20 кВт екі бағытты тұрақты ток зарядтағышымен алдын ала жабдықталған үй «V2H Ready» ретінде сатылады. Электр желісінің тұрақсыздығы мен климаттың өзгеруіне көбірек алаңдайтын нарықта бұл мүмкіндік қайта сату құнында бәсекелестік артықшылық береді, стандартты айнымалы ток зарядтағышты «ескі технология» деп санайтын технологияны жақсы білетін сатып алушыларды тартады.

9.4 Автоөндірушілер үшін «флагмандық» тәжірибе

Премиум деңгейлі автоөндірушілер тұрақты ток зарядтағыш өндірушілерімен серіктес болып, брендті үйге арналған зарядтау шешімдерін ұсынуда. Тұтынушы 150 000 доллар тұратын электромобиль сатып алғанда, автоөндіруші зарядтау тәжірибесінің жүргізу тәжірибесіне сәйкес келетініне көз жеткізгісі келеді. Брендті тұрақты ток қабырға қорабы брендке адалдықты қалыптастыратын және «жылдамдыққа байланысты алаңдаушылықты» жеңілдету арқылы «қашықтықтан ауытқуды» азайтатын үйлесімді «экожүйені» қамтамасыз етеді.

9.5 «Нөлдік күтудің» психологиялық құндылығы

Физикалық жылдамдықтан басқа, үй иесінің тұрақты ток қорабы болған кезде көлігін қалай қабылдайтынында терең психологиялық өзгеріс бар. Стандартты айнымалы ток зарядтағышымен көлік көбінесе «нәзік» - үнемі, баяу күтімді қажет ететін құрылғы ретінде қарастырылады. 25 кВт тұрақты ток зарядтағышымен көлік «қолжетімді» деп саналады. Бұл электромобиль иеленудің когнитивтік жүктемесін азайтады, тапсырмалар мен сапарларды мұқият жоспарлау қажеттілігін жояды. Сәнді тұтынушы үшін бұл ақыл-ойдың анықтығы көбінесе бүкіл жүйенің ең құнды ерекшелігі болып табылады.

10-тарау: Реттеушілік орта және ақылды зарядтау стандарттарының болашағы

Тұрғын үйлерді тұрақты токпен зарядтау технологиясы жетілген сайын, реттеуші орта бұл үрдіске ілесе алмай келеді. «Ақылсыз» зарядтаудан екі бағытты тұрақты токпен өзара әрекеттесуге көшу автомобиль стандарттарын, электрлік кодтарды және коммуналдық байланыс хаттамаларын қамтитын үйлесімді ережелер жиынтығын қажет етеді.

10.1 ISO 15118-20 стандарты: Әмбебап тіл

Зарядтау саласындағы ең маңызды әзірлеме - екі бағытты қолдауы бар «Қосу және зарядтау» деп аталатын ISO 15118-20 стандарты. Бұл хаттама мыналарға мүмкіндік береді:

• Автоматты аутентификация:Көлік розеткаға қосылғаннан кейін өзін тұрақты ток қорабына сәйкестендіреді, бұл қолданбаларға немесе RFID карталарына қажеттілікті жояды.
• Динамикалық жүктемені басқару:Батареяның күйі, температурасы және зарядтау қажеттіліктері туралы егжей-тегжейлі ақпарат.
• Екі бағытты қолдау:Стандарт V2H және V2G үшін қажетті қол алысуды ресми түрде кодтайды, бұл Ford EV көлігінің Wallbox зарядтағышымен және Siemens тор интерфейсімен үйлесімділік мәселелерінсіз сөйлесе алатынын қамтамасыз етеді.

10.2 Электрлік кодтың эволюциясы: NEC және IEC

Ұлттық және халықаралық электрлік ережелер «Тұрақты ток микроторларын» қамту үшін жаңартылуда.

• NEC 706-бабы (Энергия сақтау жүйелері):Америка Құрама Штаттарында Ұлттық электр кодексі қазір электромобильді сақтау жүйесі ретінде қалай қарастыру керектігі туралы нақты нұсқаулар береді. Бұған тез өшіру және жерге қосу талаптары кіреді, олар айнымалы ток жүйелеріне қарағанда тұрақты ток жүйелері үшін қатаңырақ.
• Қауіпсіздік құлыптары:Тұрақты ток қабырға қораптары күрделі жерге ағып кетуді анықтауды және доға жарқылынан қорғауды қажет етеді. Тұрақты ток доғаларында айнымалы ток сияқты «нөлдік қиылысу» болмағандықтан, оларды сөндіру қиынырақ. Қазіргі заманғы тұрақты ток зарядтағыштарында тұрғын үй қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін артық электрондық және механикалық ажыратқыштар бар.

10.3 Коммуналдық желілердің өзара байланысы және желілік өлшеу

Коммуналдық қызметтер соңғы бақылаушы болып табылады. Үй иесі V2G пайдалануы үшін коммуналдық қызмет «өзара байланыс келісімін» мақұлдауы керек.

• IEEE 1547:Бұл стандарт таратылған энергия ресурстарының (мысалы, тұрақты токқа қосылған электромобиль) электр желісіне қалай қосыла алатынын реттейді. Ол электр желісі істен шыққан жағдайда, коммуналдық қызметкерлерді қорғау үшін электромобильдің желілерге электр қуатын беруін тоқтатуын қамтамасыз етеді (аралдан шығуға қарсы).
• Есеп айырысу инновациялары:Біз «Нақты уақыт режиміндегі баға белгілеудің» (RTP) өсуін көріп отырмыз. Бұл модельде тұрақты ток қабырға қорабы қаржылық құрал болып табылады, энергияны теріс бағамен сатып алады (жел көп аймақтарда жиі кездеседі) және оны ең жоғары кернеу кезінде қайта сатады.

11-тарау: Іске асыру сценарийлері – нақты өмірлік жағдайларды зерттеу

Осы техникалық тұжырымдамаларды шындыққа негіздеу үшін, тұрақты ток қабырға қораптары түрлендіруші құндылық беретін үш түрлі іске асыру сценарийін қарастырайық.

А кейс-стадиі: Күн энергиясымен өзін-өзі қамтамасыз ететін шөлді мекен (Аризона, АҚШ)

Орнату:15 кВт шатырлы күн батареясы, 20 кВт тұрақты ток қабырғалық қорабы және 100 кВт/сағ электр көлігі бар 4000 шаршы фут үй.Мәселе:Жергілікті коммуналдық қызметтің «сұраныс бойынша төлемдері» жоғары және күн энергиясын экспорттау бойынша несиесі төмен.Тұрақты ток шешімі:Үй иесі электр қуатын күн батареяларынан тікелей 15 кВт тұрақты ток қуатымен зарядтау үшін тұрақты ток қабырға қорабын пайдаланады. Айнымалы ток-тұрақты ток түрлендіру шығындарын және коммуналдық «делдалдың» әсерін болдырмау арқылы үй 95% күн энергиясын өзіндік тұтынуға қол жеткізеді. Кешкі шың кезінде (сағат 16:00-ден 20:00-ге дейін) тұрақты ток қабырға қорабы 8 кВт V2H қолдауын қамтамасыз етеді, айнымалы ток пен бассейн сорғыларын қуаттандырады. Бұл 20 000 доллар тұратын стационарлық аккумулятор жүйесіне деген қажеттілікті жояды, үй иесінің көлігінің таңертеңгі жолға дайын болуын қамтамасыз ете отырып, айтарлықтай капиталын үнемдейді.

B кейс-стадиі: Сәнді көп пәтерлі тұрғын үй (Лондон, Ұлыбритания)

Орнату:Әрқайсысы ортақ 50 кВт тұрақты ток қуат шкафымен және жеке «бас блоктарымен» жабдықталған 10 тұрақ орны бар жоғары деңгейлі пәтер кешені.Мәселе:Ғимараттың жалпы электр қуатымен жабдықталуы шектеулі. 10 x 22 кВт айнымалы ток зарядтағыштарын орнату үшін көп миллион фунт стерлингке бағаланатын үлкен қосалқы станцияны жаңарту қажет болады.Тұрақты ток шешімі:Ғимаратта орталықтандырылған тұрақты ток қуат пулы пайдаланылады. 10 бөлек айнымалы ток блогының орнына, жүйе 50 кВт тұрақты ток қуатын ең қажет көліктерге динамикалық түрде бөледі. Тұрақты ток зарядтау сандық түрде басқарылатындықтан және жоғары тиімді болғандықтан, ғимарат қолданыстағы коммуналдық қуатта 10 электромобильді қолдай алады. Тұрғындар стандартты айнымалы ток ғимаратының инфрақұрылымында мүмкін емес 25 кВт зарядтау жылдамдығының «консьерж» тәжірибесінен ләззат алады.

C жағдайын зерттеу: Желіден тыс қашықтағы «қашу» (Шотландия таулы аймағы)

Орнату:Микрогидротурбинамен және шағын жел генераторымен жұмыс істейтін қашықтағы коттедж.Мәселе:Микротор нәзік және дәстүрлі айнымалы ток зарядтау жүйелерінің «кіру тогын» көтере алмайды.Тұрақты ток шешімі:Тұрақты ток қабырға қорабы күрделі буфер ретінде жұмыс істейді. Ол гидро/жел жүйесінен тұрақты, төмен токты тұрақты ток ағынын шағын буферлік батареяға тартады, содан кейін қажет болған жағдайда сол энергияны 20 кВт тұрақты токтағы электромобильге «таратады». Тұрақты ток зарядтағышты дәл басқару микрожелілердің құлауына жол бермейді, бұл планетаның ең шалғай бұрыштарында электромобильдерге иелік етуге мүмкіндік береді.

12-тарау: Техникалық қиындықтар және азайту стратегиялары

Артықшылықтары орасан зор болғанымен, әмбебап тұрғын үй тұрақты ток зарядтау жолында кедергілер жоқ емес. Бұл қиындықтарды шешу саладағы қазіргі ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстардың басты назарында.

12.1 Жоғары жиілікті шу және электромагниттік үйлесімділік (ЭМС)

Тұрғын үй гаражында 200 кГц жиілікте 20 кВт SiC түрлендіргішін пайдалану айтарлықтай электромагниттік шу шығаруы мүмкін. Егер дұрыс қорғалмаса, бұл шу үйдегі Wi-Fi желісіне, ұялы байланыс сигналдарына және тіпті көліктің өз сенсорлық жинағына кедергі келтіруі мүмкін.Жеңілдету:Жетекші өндірушілер көп сатылы EMI сүзгілерін және «спектрді кеңейту» коммутациясын пайдаланады. Бір бекітілген шыңында қалудың орнына коммутация жиілігін аздап өзгерту арқылы «шу» кеңірек диапазонға таралады, бұл шыңдық кедергіні тұрғын үй FCC және CE қатаң стандарттарына сәйкес келетін деңгейге дейін төмендетеді.

12.2 Тор гармоникалары және қуат сапасы

Үлкен тұрақты ток зарядтағыштары электр панеліне «гармоникаларды» қайта енгізе алады. Бұл утилита қамтамасыз ететін таза синус толқынының бұрмалануы. Жоғары гармоникалық бұрмалану басқа қозғалтқыштардың (мысалы, тоңазытқыштардағы немесе кір жуғыш машиналардағы) қызып кетуіне және мерзімінен бұрын істен шығуына әкелуі мүмкін.Жеңілдету:Тұрақты ток қабырға қораптары белсенді қуат коэффициентін түзету (APFC) тізбектерін пайдаланады. Бұл тізбектер тордан алынатын токтың кернеумен фазада мінсіз болуын қамтамасыз етеді, «қуат коэффициентін» >0,99 деңгейінде сақтайды және үйдің жалпы гармоникалық бұрмалануын (TTHD) IEEE 519 және IEC 61000-3-2 стандарттарымен анықталған шектеулерден төмен ұстайды. Қуат коэффициенті 0,99-дан жоғары және THD әдетте толық жүктеме кезінде 5%-дан төмен болған кезде, заманауи SiC қабырға қорабы үйдің қуат сапасын айтарлықтай жақсартады: APFC алдыңғы жағы токтың тартылуын соншалықты дәл реттейді, сондықтан қосылған құрылғылар көптеген тұрмыстық электроникаға қарағанда таза толқын пішінін көреді.

12.3 Тұрғын үй қоршауындағы жылуды басқару

20 кВт тұрақты ток қабырға қорабы гаражда тұруға арналған форма факторында жылудың айтарлықтай мөлшерін шоғырландырады. SiC тиімділігінің артықшылығы мұнда шешуші рөл атқарады. 97-98% тиімділікпен 20 кВт құрылғы шамамен 400-600 Вт жылуды таратады — салыстырмалы кремний негізіндегі дизайн үшін бұл көрсеткіш 1000 Вт немесе одан да көп. Бұл айырмашылық қабырға қорабына көптеген климаттық жағдайларда тығыздалған, желдеткішсіз табиғи конвекциялық салқындатуды пайдалануға мүмкіндік береді, бұл зарядтау жабдығындағы ең көп таралған ақаулық нүктесін: шаңмен бітеліп қалған желдеткіштерді және олармен байланысты шуылды жояды.

Кондиционерсіз гараждарға орнату үшін жылу конверті маңызды. Зарядтағыштың қуат деңгейі біртіндеп төмендейді: қоршаған орта температурасы 40°C (104°F) жоғары көтерілген кезде, құрылғы шығыс қуатын автоматты түрде біртіндеп азайтады, ішкі компоненттерді қорғайды және көлікті төмен жылдамдықпен зарядтауды жалғастырады. Жүргізуші әрқашан ағымдағы күйді қосымша қолданба арқылы біледі, ол зарядтау қуаты мен жылу көлемін хабарлайды.

12.4 Қауіпсіздік, сертификаттау және үйдің толық көрінісі

Тұрғын үйдегі тұрақты токты зарядтау коммуналдық жабдықтармен бірдей қауіпсіздік талаптарын талап етеді. Қабырғалық қорап жерге тұйықталудан қорғауды, доғалық тұйықталуды анықтауды және тек айнымалы токпен жұмыс істейтін RCD-лер жіберіп алатын тұрақты ток ағып кетуін анықтай алатын «В типті» RCD (қалдық ток құрылғысы) қамтиды. Температураның жоғарылауынан өшіру, кері полярлықтан қорғау және артық контакторлар ең нашар жағдайда істен шығу режимінің қауіпсіз, бақыланатын ажыратылуын қамтамасыз етеді - ешқашан бақыланбайтын доға емес.

Ең бастысы, қабырға қорабы үй иесінің энергияны басқару жүйесімен OCPP арқылы байланысады. Шатырдағы күн энергиясымен және үй аккумуляторымен жұптастырылған кезде, ол көлікті тек артық күннен ғана зарядтай алады, коммуналдық қызметтердің ең жоғары тарифтері кезінде үйге қуат экспорттай алады (V2H) және электр желісіндегі төтенше жағдайлар кезінде жүктемені азайта алады. Нәтижесінде тәуелсіз құрылғылар жиынтығы емес, бірыңғай, үйлестірілген энергия құрылғысы және электр желісі жұмыс істемей тұрған кезде шамдарын қосулы ұстайтын үй пайда болады.

Орнатудың қарапайымдылығы да маңызды.Арнайы 20 кВт тұрақты ток қабырға қорабы үйдің бар панеліне бір үш фазалы немесе бөлек фазалы ажыратқыш арқылы қосылады, ал зарядтағыштың кіріктірілген энергия өлшегіші көптеген конфигурацияларда бөлек CT-қысқышын орнату қажеттілігін жояды. Аяқталған гаражға қайта жабдықталғанына немесе жаңа құрылысқа арналғанына қарамастан, жұқа қабырғаға бекітілетін форма факторы және қосымша тұғыр бекіткіші үй иелері мен электриктерге икемділік береді - және әрбір орнату CE, UL және жергілікті сертификаттармен қамтамасыз етілген, бұл рұқсат беруді жеңілдетеді.

Негізгі қорытындылар

• APFC алдыңғы ұштары қуат коэффициентін 0,99-дан жоғары және гармоникалық бұрмалануды IEEE 519 шегінде ұстайды, бұл тұрмыстық техниканы қорғайды.
• SiC жоғары тиімділігі желдеткішсіз, конвекциямен салқындатылатын тұрғын үй жобаларын әсем термиялық деградациямен қамтамасыз етеді.
• В типті RCD, доғалық ақауларды анықтау және OCPP негізіндегі энергияны басқару қабырға қорабын қауіпсіз, электр желісіне ыңғайлы тұрмыстық техникаға айналдырады.
• V2H мүмкіндігі көлікті қосалқы қуат көзіне айналдырады, бұл үзілістер кезінде нақты төзімділікті қамтамасыз етеді.

MIDA Power компаниясына хабарласыңыз

MIDA Power қабырғаға орнатылатын тұрақты ток зарядтағыштары — 20 кВт-тан 60 кВт-қа дейін — тұрғын үй және шағын коммерциялық нарық үшін SiC қуат сатылары, ISO 15118 Plug & Charge дайындығы және толық OCPP 1.6J/2.0.1 сәйкестігімен жасалған. Жобаңыз үшін деректер парақтарын, орнату нұсқаулықтарын немесе баға ұсынысын алу үшін біздің сату тобына хабарласыңыз. Біздің инженерлеріміз сізге панель сыйымдылығына, күн батареясына және үй батареясының конфигурациясына сәйкес қабырғаға орнатылатын қораптың өлшемін таңдауға көмектеседі.