Investavimas į sieninius nuolatinės srovės namų įkroviklius: SiC efektyvumas, V2H atsparumas ir tvarumas

Techninė gyvenamųjų namų mobilumo evoliucija: kodėl investavimas į sieninius nuolatinės srovės namų įkroviklius apeina OBC apribojimus, užtikrina V2H/V2G atsparumą ir maksimaliai padidina energijos vartojimo efektyvumą, pasitelkiant SiC technologiją, kad būtų užtikrintas tvarus gyvenimas ateityje.

Santrauka

Pasaulinis perėjimas prie elektromobilumo žengia į antrą, sudėtingesnį etapą. Nors pirmąjį dešimtmetį daugiausia dėmesio skyrė transporto priemonių diegimui ir viešajai infrastruktūrai, dabartinį dešimtmetį apibrėžia gyvenamųjų namų įkrovimo ekosistemos optimizavimas. Šios evoliucijos centre yra „Wallbox DC Home Charger“. Tradiciškai gyvenamųjų namų įkrovimas buvo atliekamas naudojant 2 lygio kintamosios srovės (AC) stoteles, kurios naudoja transporto priemonės vidinį borto įkroviklį (OBC). Tačiau techniniai OBC apribojimai, kuriuos lemia svoris, tūris ir kaina, sukūrė kliūtį naujos kartos energetiškai nepriklausomiems namams.

Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus 6000 žodžių apimties gilus techninis, elektrocheminis ir ekonominis nuolatinės srovės sieninių įkrovimo dėžių pranašumas. Nagrinėjame, kaip šie įrenginiai apeina OBC, kad užtikrintų greitesnį ir efektyvesnį įkrovimą; kaip jie naudoja silicio karbido (SiC) puslaidininkius, kad sumažintų šilumos nuostolius; ir kodėl jie yra nepakeičiamas pagrindas transporto priemonės ir namų (V2H) bei transporto priemonės ir tinklo (V2G) taikymams. Be to, analizuojame nuolatinės srovės įkroviklių integravimą į namų energijos valdymo sistemas (HEMS), jų vaidmenį prabangių gyvenamųjų namų prekės ženklo kūrime ir ilgalaikę sąnaudų ir naudos trajektoriją gamybos mastu.

1 skyrius: Namų elektromobilių įkrovimo paradigmos pokytis – nuo ​​kintamosios srovės tiekimo prie nuolatinės srovės išmanumo

Elektromobilių (EV) įkrovimo istorija buvo kupina kompromisų. Pirmaisiais šiuolaikinės EV eros laikais pagrindinis tikslas buvo tiesiog užtikrinti, kad transporto priemonės akumuliatorių būtų galima papildyti per naktį, naudojant esamą gyvenamųjų namų elektros infrastruktūrą. Tai lėmė kintamosios srovės įkrovimo dominavimą. Kintamosios srovės sistemoje sieninis įkrovimo įrenginys iš esmės yra patobulintas saugos jungiklis (EVSE – elektrinių transporto priemonių tiekimo įranga), kuris tiesiogiai perduoda komunalinę kintamąją energiją į automobilį. Sunkų darbą – šios kintamosios srovės energijos pavertimą akumuliatoriui reikalinga nuolatine energija – atlieka transporto priemonės borto įkroviklis (OBC).

Nors kintamosios srovės įkrovimo įrengimas yra ekonomiškas, jis iš esmės yra ribotas. Akumuliatorių talpai išaugus nuo 60 kWh iki 100 kWh ir daugiau, įkrovimo laikas, kai įkrovimo galia yra 7 kW arba 11 kW kintamosios srovės, tampa logistine kliūtimi namų ūkiams, kuriuose didelis elektros energijos naudojimas. Dar svarbiau, kad kintamosios srovės paradigma elektromobilį traktuoja kaip pasyvią apkrovą – energijos „kriauklę“.

Susipažinkite su „Wallbox DC Home Charger“. Perkėlę kintamosios srovės į nuolatinės srovės konvertavimo procesą iš transporto priemonės į specialų prie sienos montuojamą įrenginį, atveriame naują našumo dimensiją. Šis pokytis žymi perėjimą nuo „kintamosios srovės įrankio“ prie „nuolatinės srovės išmanumo“. Nuolatinės srovės sieninis įkroviklis yra ne tik įkroviklis; tai sudėtingas galios elektronikos mazgas. Jis tiesiogiai bendrauja su akumuliatorių valdymo sistema (BMS), užtikrindamas tikslų įtampos ir srovės valdymą, kuris apeina transporto priemonės vidinius apribojimus.

Šiame skyriuje nagrinėjamos makrotendencijos, lemiančios šį pokytį:

1. Greičio siekimas:Aukščiausios klasės elektromobiliai dabar palaiko 800 V architektūras. Kintamosios srovės įkrovikliai negali išnaudoti tokio greičio namuose. Nuolatinės srovės sieniniai įkrovimo įrenginiai, net ir esant mažesnei galiai gyvenamosiose patalpose (pvz., nuo 20 kW iki 30 kW), siūlo didelį pranašumą, palyginti su standartiniais 7 kW kintamosios srovės įrenginiais.
2. Energetinis suverenitetas:Gyvenamųjų namų saulės ir akumuliatorių energijos kaupimo sistemų iškilimas sukuria „nuolatinės srovės ekosistemą“. Nuolatinės saulės energijos konvertavimas į kintamąją srovę namams, o vėliau atgal į nuolatinę srovę automobiliui, patiria daug konversijos nuostolių. Nuolatinės srovės jungtimi sujungta namų aplinka su nuolatinės srovės sienine įkrovimo dėže sumažina šiuos „konversijos mokesčius“.
3. Pažangus tinklas:Kadangi komunalinės įmonės pereina prie kainodaros pagal naudojimo laiką ir paklausos valdymo programų, nuolatinės srovės sistemų siūlomas detalus valdymas leidžia namų savininkams efektyviau dalyvauti tinklo stabilizavime nei tradicinės kintamosios srovės sistemos.

2 skyrius: Techniniai skirtumai – borto įkroviklio (OBC) kliūties apėjimas

Norint suprasti, kodėl nuolatinės srovės įkrovimas namuose yra revoliucinis, pirmiausia reikia suprasti „įkrovimo namuose kliūtį“. Kiekviena kintamąja srove įkraunama elektromobilio dalis turi įmontuotą įkroviklį. Šis komponentas yra galios keitiklis, kuris priima 120 V arba 240 V kintamąją įtampą ir išlygina ją iki akumuliatorių bloko nuolatinės įtampos.

Tačiau OBC yra automobilių fizikos auka. Kadangi jis turi važiuoti kartu su transporto priemone, jam taikomi griežti apribojimai:

• Masė ir tūris:Kiekvienas OBC kilogramas yra kilogramas svorio, kuris sumažina transporto priemonės nuvažiuojamą atstumą. Todėl dauguma gamintojų riboja OBC galią iki 7 kW arba 11 kW, kad sutaupytų vietos ir svorio.
• Šilumos valdymas:11 kW galios konvertavimas sukuria didelį šilumos kiekį. Transporto priemonės aušinimo sistema turi išsklaidyti šią šilumą, o tai sunaudoja papildomą energiją.
• Kaina:Didelės galios OBC (pvz., 22 kW) gamyba yra brangi ir dažnai priskiriami prabangiems modeliams arba pasirenkamiems atnaujinimams.

Kai naudojate „Wallbox DC Home Charger“, OBC visiškai apeinamas. Nuolatinės srovės „Wallbox“ tiesiogiai jungiamas prie transporto priemonės akumuliatoriaus per CCS arba NACS jungties nuolatinės srovės kontaktus. Tai turi keletą svarbių pasekmių:

2.1 Didesnis galios tankis be transporto priemonės svorio

Įrengus konversijos įrangą ant garažo sienos, inžinieriams nebereikia laikytis transporto priemonės svorio apribojimų. Galime naudoti didesnius induktorius, tvirtesnius kondensatorius ir geresnes aušinimo sistemas. Tai leidžia pasiekti 15 kW, 20 kW ar net 25 kW įkrovimo greitį gyvenamosiose patalpose – greitį, kurį integruoti į pačią transporto priemonę būtų fiziškai ir ekonomiškai nepraktiška.

2.2 Efektyvumo padidėjimas

OBC efektyvumas paprastai svyruoja apie 85–92 %. „Pirmyn ir atgal“ nuostoliai yra reikšmingi, atsižvelgiant į tūkstančius įkrovimo ciklų per dešimtmetį. Nuolatinės srovės sieniniai įkrovimo įrenginiai, kuriuose naudojami pramoninės klasės komponentai ir specializuotas aušinimas, gali pasiekti didesnį nei 96 % efektyvumą. Apeinant automobilio vidinį lygintuvą, energija iš tinklo (arba saulės energijos) patenka tiesiai į akumuliatoriaus cheminę saugyklą, susidarant minimalioms atliekoms.

2.3 Patikimumas ir tinkamumas naudoti

Sugedus bortiniam įkrovimo įrenginiui (OBC), transporto priemonė faktiškai lieka įstrigusi ir ją reikia brangiai ir sudėtingai remontuoti prekybos atstovybėje. Sugedus nuolatinės srovės sieniniam įkrovimo įrenginiui, transporto priemonę vis tiek galima įkrauti viešojoje stotelėje arba naudojant atsarginį nešiojamąjį kintamosios srovės įkroviklį, o patį sieninį įkrovimo įrenginį gali aptarnauti arba pakeisti elektrikas, neliesdamas transporto priemonės aukštos įtampos vidinių komponentų.

3 skyrius: Elektrocheminiai privalumai – akumuliatoriaus ilgaamžiškumo ir efektyvumo optimizavimas

Dažnas klaidingas įsitikinimas yra tas, kad „nuolatinės srovės įkrovimas kenkia akumuliatoriams“. Nors itin greitas viešasis nuolatinės srovės įkrovimas (350 kW+) gali sukelti terminį stresą,Gyvenamųjų patalpų nuolatinės srovės įkrovimas(10 kW–25 kW diapazone) iš tikrųjų yra elektrocheminis „auksasis taškas“, turintis keletą pranašumų, palyginti su įkrovimu kintamąja srove.

3.1 Tiksli impulsų pločio moduliacija (PWM) ir pulsacijos valdymas

Transporto priemonės borto įkrovimo įrenginyje (OBC) vykstantis kintamosios srovės ir nuolatinės srovės konvertavimo procesas dažnai sukuria „pulsacinę srovę“ – nedidelius nuolatinės srovės išėjimo svyravimus, kurie gali sukelti mikroskopinį įkaitimą akumuliatoriaus elementuose. Aukštos klasės nuolatinės srovės sieniniai įkrovimo įrenginiai naudoja pažangius skaitmeninius signalų procesorius (DSP), kad užtikrintų daug „švaresnį“ nuolatinės srovės signalą. Šis stabilumas sumažina vidinius varžos nuostolius ličio jonų elementuose įkrovimo proceso metu.

3.2 Dinaminės įkrovimo kreivės

Įkraunant kintamąja srove, automobilio BMS sistema turi prašyti maitinimo iš OBC, kuris tada ima maitinimą iš sieninio lizdo. Šis daugiapakopis ryšys gali turėti vėlavimą. Nuolatinės srovės sieninė įkrovimo dėžutė bendrauja su BMS automatiškai pagal ISO 15118 protokolą. Tai leidžia gauti dinamiškesnę ir jautresnę įkrovimo kreivę. Jei BMS aptinka nedidelį temperatūros padidėjimą konkrečiame elemento modulyje, nuolatinės srovės sieninė įkrovimo dėžutė gali akimirksniu mikroreguliuoti srovės srautą, daug tiksliau nei OBC.

3.3 „Konversinės šilumos“ mažinimas

Įkraunant kintamąja srove, OBC generuojama šiluma dažnai perduodama akumuliatorių blokui, nes jie naudoja tą pačią aušinimo grandinę ir yra arti vienas kito. Ši antrinė šilumos apkrova gali paspartinti elektrolito irimą. Perkėlus šilumą generuojantį konversijos procesą į sieninį įkrovimo įrenginį, automobilio akumuliatorius įkrovimo metu išlieka vėsesnis, taip išsaugant SEI (kietojo elektrolito tarpfazinio sluoksnio) būklę ant anodo.

Apibendrinant galima teigti, kad gyvenamųjų namų nuolatinės srovės įkrovimas užtikrina greitojo įkroviklio greitį ir lėtojo įkroviklio „švelnumą“, tuo pačiu išlaikant puikų elektrocheminį stabilumą per visą akumuliatoriaus tarnavimo laiką.

4 skyrius: Silicio karbido (SiC) technologija – itin didelio efektyvumo konversijos pagrindas

Slaptas ingredientas, leidžiantis šiuolaikines nuolatinės srovės sienines dėžes naudoti namuose, yra perėjimas nuo tradicinių silicio (Si) MOSFETų ir IGBT prie silicio karbido (SiC) puslaidininkių. SiC yra plataus draudžiamojo tarpo (WBG) medžiaga, iš esmės pakeitusi galios elektronikos aplinką.

4.1 Geresnės draustinio tarpo savybės

Silicio karbido draudžiamasis tarpas yra maždaug tris kartus platesnis nei įprasto silicio. Tai leidžia SiC įrenginiams veikti esant daug aukštesnei įtampai ir temperatūrai. Tai reiškia, kad nuolatinės srovės sieninėje dėžutėje įrenginys gali patenkinti šiuolaikinių elektromobilių akumuliatorių 400 V arba 800 V reikalavimus, užimdamas daug mažesnę dalį komponentų.

4.2 Sumažinti perjungimo nuostoliai

Svarbiausias SiC privalumas buitiniame įkroviklyje yra mažesni perjungimo nuostoliai. Tradiciniai silicio jungikliai praranda energiją kiekvieną kartą, kai jie įsijungia ir išsijungia, daugiausia dėl lėtesnio atsako laiko ir didesnės talpos. SiC jungikliai gali veikti daug aukštesniais dažniais (dažnai 10 kartų aukštesniais nei silicio). Šis aukšto dažnio perjungimas leidžia:

• Mažesni magnetai:Kadangi perjungimo dažnis yra didesnis, induktoriai ir transformatoriai sieninio įkrovimo įrenginio viduje gali būti gerokai mažesni ir lengvesni. Dėl to 20 kW nuolatinės srovės įkroviklis gali būti pakankamai mažas, kad jį būtų galima pakabinti ant garažo sienos, o ne laikyti šaldytuvo dydžio spintelėje.
• Didesnis efektyvumas:SiC sumažina energijos nuostolius iki 80 %, palyginti su silicio pagrindu pagaminta konversija. Namų savininkams tai reiškia mažesnes sąskaitas už elektrą ir mažiau šilumos nuostolių.

4.3 Šilumos valdymas ir patikimumas

Kadangi SiC yra efektyvesnis, jis išskiria mažiau šilumos. Mažesnis šilumos kiekis reiškia, kad sieninei dėžutei gali nereikėti triukšmingų, daug priežiūros reikalaujančių aušinimo ventiliatorių. Daugelyje SiC pagrindu pagamintų nuolatinės srovės sieninių dėžučių galima naudoti pasyvų aušinimą skysčiu arba pažangias radiatorių konstrukcijas. Tai pailgina elektronikos tarnavimo laiką, nes terminiai ciklai yra pagrindinė komponentų gedimų priežastis elektros energijos sistemose.

4.4 Lyginamoji analizė: Si ir SiC gyvenamosiose patalpose

Norint iš tikrųjų įvertinti SiC, reikia atkreipti dėmesį į kiekybinius patobulinimus. Tipiškame 20 kW keitiklyje:

• Pėdsako sumažinimas:Silicio pagrindu sukurtai sistemai gali prireikti 15 litrų talpos korpuso aušinimo ventiliatoriams ir dideliems induktoriams. SiC pagrindu sukurta sistema gali tilpti į 4 litrų talpos korpusą, todėl tūris sumažėja 73 %.
• Perjungimo dažnis:Dėl terminių apribojimų silicio IGBT tranzistoriai paprastai yra apriboti iki 20 kHz iki 30 kHz dažnio. SiC MOSFET tranzistoriai patogiai veikia nuo 100 kHz iki 300 kHz dažniu. Tai ne tik techninis tuštybės rodiklis; jis tiesiogiai koreliuoja su transformatorių varinių apvijų svoriu, kuris sudaro didelę medžiagų sąrašo dalį.
• Efektyvumas esant dalinei apkrovai:Dauguma buitinių įkroviklių didžiąją savo eksploatavimo laiko dalį veikia daline apkrova (pvz., 5 kW, o ne 20 kW). SiC išlaiko aukštą efektyvumą (94 %+) net ir esant 20 % apkrovai, o silicio efektyvumas esant mažam energijos lygiui dažnai staigiai sumažėja iki 80–70 kW.

4.5 Terminio ciklo poveikis gyvenimo trukmei

Buitiniai įkrovikliai veikiami atšiaurios aplinkos – žiemą šaltuose garažuose ir vasarą tvankiuose. Silicio puslaidininkiai yra labai jautrūs „sandūros temperatūros“ svyravimams. Kiekvieną kartą, kai silicio įkroviklis įsijungia, vidiniai komponentai išsiplečia ir susitraukia. Per tūkstančius ciklų tai sukelia litavimo nuovargį ir vielinių jungčių gedimą. Dėl plataus SiC draudžiamosios juostos pločio ir didelio šilumos laidumo vidinė temperatūra išlieka daug stabilesnė, todėl įrenginio MTBF (vidutinis laikas tarp gedimų) žymiai padidėja nuo vidutiniškai 5 metų iki daugiau nei 12 metų.

5 skyrius: Sieniniai nuolatinės srovės įkrovikliai kaip V2H (transporto priemonės ir namų) ir V2G (transporto priemonės ir tinklo) vartai

Turbūt svarbiausia priežastis investuoti į nuolatinės srovės sieninį įkrovimo įrenginį yra jo vaidmuo užtikrinant dvikryptį energijos srautą. Nors egzistuoja dvikryptės kintamosios srovės sistemos, jas iš esmės riboja transporto priemonės vidinė įranga. Dvikryptis nuolatinės srovės įkrovimas yra auksinis energijos atsparumo standartas.

5.1 Transporto priemonė kaip gyvenamojo namo akumuliatorius (V2H)

Šiuolaikinė elektromobilio baterija paprastai talpina nuo 60 kWh iki 100 kWh energijos. To pakanka vidutiniam namų ūkiui maitinti tris–penkias dienas. Tačiau norint panaudoti šią energiją namams maitinti nutrūkus elektros tiekimui, reikia būdo iš akumuliatoriaus išgauti nuolatinę srovę ir paversti ją kintamąja srove namų grandinėms. Nuolatinės srovės sieninė dėžutė veikia kaip šie vartai. Kadangi ji apeina išorinį įkrovimo bloką (OBC), ji gali imti energiją tiesiai iš akumuliatorių bloko, invertuoti ją į 240 V kintamąją įtampą ir tiekti į namų elektros skydinę (per perjungimo jungiklį). Tai paverčia elektromobilį didžiule, mobilia „maitinimo siena“, užtikrinančia daug didesnę talpą nei speciali stacionari namų baterija už mažesnę ribinę kainą.

5.2 Tinklo stabilizavimas ir pajamos (V2G)

„Vehicle-to-Grid“ (V2G) žengia dar vieną žingsnį į priekį. V2G scenarijuje nuolatinės srovės sieninė dėžutė bendrauja su komunalinių paslaugų teikėju. Didžiausios paklausos metu tinklas gali „pasiskolinti“ nedidelius energijos kiekius iš tūkstančių stovinčių elektromobilių. Namų savininkui paprastai atlyginama už šią paslaugą, todėl sumažėja bendros jų eksploatavimo išlaidos. Nuolatinės srovės sieninės dėžutės yra pranašesnės V2G atveju, nes jos pasižymi greitesniu reagavimo laiku ir didesniu energijos pralaidumu. Jei tinklui reikia staigaus 20 kW įpurškimo, kad būtų išvengta įtampos kritimo, nuolatinės srovės sieninė dėžutė gali ją tiekti akimirksniu, o standartinė kintamosios srovės išorinė dėžutė gali būti apribota iki 7 kW ir gali net nepalaikyti dvikrypčio srauto.

5.3 Virtualios elektrinės (VPP)

Nuolatinės srovės įkrovikliai leidžia namų savininkams prisijungti prie virtualių elektrinių. Sujungdamas šimtus prie nuolatinės srovės prijungtų namų, virtualių elektrinių valdytojas gali pasiūlyti didelę galią didmeninei energijos rinkai. Tai sukuria naują „energijos ekonomiką“ gyvenamųjų namų sektoriuje, kur elektromobilis yra aktyvus turtas, o ne pasyvi sąskaita.

5.4 „Įkrovos būsenos“ (SoC) išsaugojimo strategija

Viena iš sudėtingų nuolatinės srovės V2G sistemų savybių yra galimybė valdyti akumuliatoriaus būklę, tuo pačiu palaikant elektros tinklą. Skirtingai nuo kintamosios srovės sistemų, kurios gali „daužyti“ akumuliatorių paviršutiniškais, neefektyviais ciklais, nuolatinės srovės sieninė dėžutė gali atlikti „tikslų iškrovimą“. Ji gali išgauti tiksliai tiek energijos, kiek reikalauja tinklas, užtikrindama, kad akumuliatoriaus įkrova niekada nenukristų žemiau vartotojo nustatytos ribos (pvz., 20 % SoC), ir tai daro optimaliu iškrovimo greičiu, kuris sumažina vidinės varžos įkaitimą.

6 skyrius: Gilus integravimas su namų energijos valdymo sistemomis (HEMS) ir atsinaujinančiais energijos šaltiniais

„Wallbox“ nuolatinės srovės įkroviklis nėra atskiras prietaisas; tai yra labai svarbus mazgas „2030 m. išmaniuosiuose namuose“. Integruotas su namų energijos valdymo sistema (HEMS), nuolatinės srovės sieninis įkroviklis tampa pagrindiniu namų ūkio energijos balanso organizatoriumi.

6.1 „Nuolatinės srovės magistralės“ koncepcija

Ateičiai atsparūs namai pereina prie nuolatinės srovės architektūros. Saulės baterijos gamina nuolatinę srovę. Namų akumuliatoriai kaupia nuolatinę srovę. Elektromobiliai naudoja nuolatinę srovę. Tradiciniame kintamosios srovės name energija konvertuojama pirmyn ir atgal (nuolatinė srovė -> kintamoji srovė -> nuolatinė srovė -> kintamoji srovė), kiekviename žingsnyje patiriant 3–5 % nuostolius. Nuolatinės srovės sieninė įkrovimo dėžutė leidžia tiesiogiai sujungti įrenginius. Saulės energija, generuojama nuolatine srove, gali būti nukreipta tiesiai į elektromobilio akumuliatorių, niekada neperjungiant kintamosios srovės keitiklio. Šis „tiesioginis įkrovimas elektromobiliui“ saulės energija yra efektyvumo viršūnė, užtikrinanti, kad kiekvienas stogo užfiksuotas fotonas būtų panaudotas mobilumui.

6.2 Pažangus apkrovos balansavimas

HEMS programinė įranga gali naudoti nuolatinės srovės sieninę įkrovimo stotelę bendrai namo apkrovai subalansuoti. Pavyzdžiui, jei įsijungia ŠVOK sistema ir kyla grėsmė viršyti namo didžiausios apkrovos ribą, HEMS gali akimirksniu sumažinti nuolatinės srovės sieninės įkrovimo stotelės galią nuo 20 kW iki 10 kW. Kadangi nuolatinės srovės įkrovimas yra valdomas skaitmeniniu būdu ir apeina transporto priemonės vidinius vėlavimus, šie koregavimai atliekami per milisekundes, užtikrinant, kad pagrindinis namo jungiklis niekada neišsijungtų.

6.3 Prognozinė analizė ir naudotojų elgsena

Integruota HEMS sistema gali analizuoti orų prognozes, komunalinių paslaugų kainas ir naudotojo kalendorių. Jei sistema žino, kad rytoj laukia ilga kelionė, o šiandien švies saulė, popietę ji pirmenybę teiks nuolatinės srovės saulės įkrovimui. Jei vakare komunalinių paslaugų kainos bus didelės, ji naudos nuolatinės srovės sieninį įkrovimo įrenginį, kad ima energiją iš automobilio indaplovei ir apšvietimui (V2H), o tada įkraus automobilį 3 val., kai kainos yra mažiausios.

6.4 Bendras parko poveikis daugiabučiuose

Daugiabučių kompleksuose arba prabangiuose apartamentuose nuolatinės srovės sieniniai įkrovimo įrenginiai gali būti sujungti į tinklą ir sukurti „mikro tinklą“. Vietoj to, kad kiekvienas butas turėtų atskirą tinklo jungtį, kuri 90 % būtų nenaudojama, centralizuota nuolatinės srovės magistralė gali dalytis energija tarp automobilių. Jei vienas automobilis yra visiškai įkrautas, jo nuolatinės srovės pajėgumų dalis akimirksniu nukreipiama į ką tik atvykusį automobilį. Toks „dinaminis pajėgumų dalijimasis“ įmanomas tik dėl didelės spartos ryšio ir valdymo, būdingo nuolatinės srovės sistemoms.

7 skyrius: Fizinė inžinerija – įrengimas, erdvės optimizavimas ir šilumos valdymas

Didelės galios nuolatinės srovės įkrovimo perėjimas iš pramoninių depų į gyvenamųjų namų garažus pareikalavo fizikinės inžinerijos šedevro. Nors viešasis nuolatinės srovės greitasis įkrovimo įrenginys dažnai yra didelio prekybos automato dydžio, gyvenamųjų namų nuolatinės srovės sieninė įkrovimo dėžutė turi būti kompaktiška, estetiškai patraukli ir tyli. Norint tai pasiekti, reikėjo inovacijų keliose pagrindinėse srityse.

7.1 Galios konversijos topologija: rezonansinis keitiklis

Siekiant didelio galios tankio, gyvenamųjų namų nuolatinės srovės sieninėse dėžutėse dažnai naudojami LLC rezonansiniai keitikliai arba fazės poslinkio pilno tilto (PSFB) topologijos. Šios grandinės leidžia atlikti „švelnų perjungimą“, kai puslaidininkiai įjungiami ir išjungiami esant nulinei įtampai (ZVS) arba nulinei srovei (ZCS). Tai smarkiai sumažina EMI (elektromagnetinius trukdžius) – tai labai svarbu namų aplinkoje, kurioje yra jautrūs „Wi-Fi“ ir išmaniųjų namų įrenginiai, – ir sumažina vidinių filtrų bei radiatorių dydį.

7.2 Šilumos valdymas: daugiau nei ventiliatorius

Gyvenamojoje aplinkoje triukšmas yra didelis rūpestis. 20 kW įkroviklis su garsiai veikiančiu pramoniniu ventiliatoriumi yra nepriimtinas garažui, prijungtam prie miegamojo. Inžinieriai panaudojo keletą strategijų, kaip tyliai valdyti šilumą:

• Kapsuliniai magnetai:Tokie komponentai kaip induktoriai yra padengti šilumai laidžiomis dervomis, kurios nukreipia šilumą į išorinį korpusą.
• Skysčio-oro šilumokaičiai:Kai kuriuose aukščiausios klasės nuolatinės srovės sieniniuose įrenginiuose naudojama maža, tyli skysčio kilpa (panaši į žaidimų kompiuterį), kad šiluma būtų perkelta iš SiC modulių į didelio paviršiaus ploto aliuminio korpusą, kuris veikia kaip pasyvus radiatorius.
• Fazinio kaitos medžiagos (PCM):Pažangesniuose įrenginiuose PCM naudojami šilumai sugerti trumpų, didelės galios pliūpsnių metu ir lėtai ją išskirti laikui bėgant, taip užtikrinant didesnę maksimalią galią be aktyvaus aušinimo.

7.3 Įrenginio architektūra: „Padalinta“ sistema

Siekdami įveikti 20 kW ir daugiau konversijos įrangos fizinį svorį, kai kurie gamintojai pereina prie padalintos architektūros. Sunkusis maitinimo modulis įrengiamas palėpėje arba ūkinėje spintoje, o plonas, dizaineriui patogus „galvos blokas“ (kuriame yra ekranas ir kabelis) montuojamas garaže. Tai supaprastina montavimą, nes elektros darbai atliekami šalia pagrindinio skydo, o į stovėjimo aikštelę reikia nutiesti tik aukštos įtampos nuolatinės srovės kabelius.

7.4 Tinklo prijungimo reikalavimai

Nuolatinės srovės sieninio įkrovimo įrenginio įrengimas yra sudėtingesnis nei standartinio kintamosios srovės įrenginio. Paprastai jam reikia specialaus trifazio prijungimo (Europoje) arba didelės srovės 240 V fazių grandinės (Šiaurės Amerikoje).

• Apkrovos balansavimas skydelyje:Daugelyje įrenginių dabar yra „CT spaustukai“ (srovės transformatoriai), kurie stebi bendrą namo suvartojimą. Jei namo savininkas įjungia pirtį ar elektrinę orkaitę, nuolatinės srovės sieninė dėžutė akimirksniu susilpnina droselį, kad neperdegtų pagrindinis saugiklis.
• Izoliaciniai transformatoriai:Dėl saugumo nuolatinės srovės įkrovikliai turi užtikrinti galvaninę izoliaciją tarp tinklo ir transporto priemonės akumuliatoriaus. Šiuolaikiniai aukšto dažnio transformatoriai pakeitė sunkius 50/60 Hz transformatorius, todėl svoris sumažėjo nuo 50 kg iki mažiau nei 5 kg.

7.5 Kabelių inžinerija ir ergonomika

Nuolatinės srovės kabeliai yra žymiai storesni ir sunkesni nei kintamosios srovės kabeliai, nes jie turi perduoti daug didesnę srovę (dažnai iki 80 A arba 100 A). Tai kelia ergonominį iššūkį. Inžinieriai sukūrė „skysčiu aušinamus kabelius“ (net ir gyvenamosioms patalpoms), kuriuose naudojamas plonas aušinimo skysčio sluoksnis, kad būtų galima naudoti daug mažesnį vario skerspjūvį. Dėl to kabelis yra toks pat lankstus ir lengvas, kaip standartinis kintamosios srovės kabelis, o tai žymiai pagerina vyresnio amžiaus žmonių ar riboto judumo asmenų naudojimo patirtį.

8 skyrius: Ekonominė analizė – sąnaudų ir naudos kreivė ir bendros nuosavybės išlaidos (TCO)

Pagrindinė kliūtis diegti nuolatinės srovės įkrovimo įrenginius namuose istoriškai buvo „lipduko kaina“. Aukštos kokybės kintamosios srovės sieninis įkrovimo įrenginys kainuoja 500–1000 USD, o nuolatinės srovės sieninis įkrovimo įrenginys gali kainuoti 4000–10 000 USD. Tačiau siauras dėmesys pirkimo kainai ignoruoja esminius bendrųjų eksploatavimo išlaidų (TCO) pranašumus.

8.1 Stacionaraus saugojimo „išvengtos išlaidos“

Jei namo savininkas svarsto įsigyti ir elektromobilį, ir buitinį akumuliatorių (pvz., „Tesla Powerwall“), ekonominė matematika pasikeičia. 13,5 kWh „Powerwall“ kainuoja apie 10 000 USD. Pasirinkęs dvikryptę nuolatinės srovės sieninę įkrovimo stotelę, namo savininkas gali naudoti jau elektromobilyje esančią 80 kWh bateriją. Energijos kaupimo per nuolatinės srovės sieninę įkrovimo stotelę „kaina kWh“ iš esmės yra nulinė (nes automobilį jau įsigijote), palyginti su 700 USD/kWh stacionariam kaupimui. Namams, kuriems reikia didelės atsarginės talpos, nuolatinės srovės sieninė įkrovimo stotelė iš tikrųjų yra...pigiaukelias į energetinę nepriklausomybę.

8.2 Energijos vartojimo efektyvumo taupymas

Įkraunant elektromobilį iš saulės energijos iš nuolatinės srovės (DC-DC) ir naudojant saulės energiją, efektyvumas padidėja 5–8 %. Nuvažiavus 160 000 kilometrų, elektromobilis sunaudos maždaug 33 000 kWh energijos. 5 % efektyvumo padidėjimas leidžia sutaupyti 1 650 kWh. Kaina – 0,25 USD/kWh, tai yra 412 USD tiesioginių santaupų. Per 15 įkroviklio naudojimo metų vien efektyvumo padidėjimas gali padengti kainos priemoką, palyginti su pigiu kintamosios srovės įrenginiu.

8.3 Pajamų generavimas per V2G

Jurisdikcijose, kuriose veikia aktyvios V2G programos, nuolatinės srovės sieninė dėžutė gali generuoti pajamas. Kalifornijoje ir keliose Europos šalyse eksperimentuojama su programomis, pagal kurias vartotojams mokama nuo 0,50 iki 1,00 USD už kWh už „avarinę“ tinklo paramą. Jei vairuotojas 50 kartų per metus teikia 10 kWh paramą, jis galėtų uždirbti 500 USD per metus. Kartu su paklausos valdymo paskatomis nuolatinės srovės sieninė dėžutė iš sąnaudų centro tampa pajamas generuojančiu turtu.

8.4 Jautrumo analizė: elektros energijos kainų poveikis

Nuolatinės srovės sieninio įkrovimo įrenginio investicijų grąža (ROI) yra labai jautri skirtumui tarp elektros energijos kainų piko ir ne piko metu. Rinkose, kuriose „naudojimo laiko“ (ToU) tarifai yra 0,30 USD/kWh ar didesnis skirtumas, 5000 USD kainuojančio nuolatinės srovės sieninio įkrovimo įrenginio (įskaitant įrengimą) atsipirkimo laikotarpis gali būti vos 4–6 metai, atsižvelgiant į sąnaudas, susijusias su sąnaudomis naudojantis elektros energija ir saulės energijos optimizavimu. Fiksuoto tarifo rinkose atsipirkimo laikotarpis pailgėja, todėl įrenginys tampa labiau „prabangos ir patvarumo“ pirkiniu, o ne grynai finansiniu.

8.5 Priežiūra ir likutinė vertė

Tradicinės kintamosios srovės sieninės dėžutės dažnai laikomos vienkartiniais prietaisais. Tuo tarpu nuolatinės srovės sieninės dėžutės yra pagamintos pagal pramoninius standartus. Jų likutinė vertė antrinėje rinkoje greičiausiai išliks didelė, panašiai kaip ir aukščiausios klasės saulės keitiklių. Be to, kadangi namai vis dažniau vertinami pagal jų „energinį intelektą“, iš anksto sumontuota nuolatinės srovės sieninė dėžutė gali padidinti turto perpardavimo vertę 2–5 %.

9 skyrius: Prabanga ir prekės ženklo vertė – kodėl prabangių gyvenamųjų namų rinkos renkasi Vašingtoną

Prabangių nekilnojamojo turto ir aukščiausios klasės automobilių sektoriuose „Wallbox DC“ tapo statuso simboliu, panašiai kaip profesionali virtuvė ar namų kino teatras. Jis simbolizuoja įsipareigojimą technologijoms, našumui ir aplinkosaugai.

9.1 Argumentas „Laikas yra vienintelė prabanga“

Galingo elektromobilio, pavyzdžiui, „Porsche Taycan“ ar „Lucid Air“, savininkui 10 valandų laukti pilno įkrovimo yra nepatogu. Nuolatinės srovės sieninis įkrovimo įrenginys, galintis papildyti akumuliatorių per 1,5 valandos, atitinka turtingo asmens gyvenimo būdą. Patogumas grįžti namo po rytinės golfo išvykos ​​ir turėti pilnai įkrautą automobilį paruoštą popietiniam susitikimui yra vertės pasiūlymas, peržengiantis paprastą elektros matematiką.

9.2 Estetinė integracija ir dizainas

Prabangios nuolatinės srovės sieninės dėžutės (tokių prekių ženklų kaip „Wallbox“, „Delta“ arba „ABB“) yra sukurtos papildyti aukščiausios klasės architektūrą. Savybės:

• Aukščiausios kokybės medžiagos:Šlifuoto aliuminio, grūdinto stiklo ir anglies pluošto akcentai.
• Paslėptas laidų valdymas:Motorizuoti kabelių įtraukikliai arba „įjunk ir išmesk“ sistemos, kurios palaiko garažo grindų švarą.
• Biometrinis ir išmanusis apšvietimas:Įkrovikliai, kurie atpažįsta naudotoją pagal jo telefoną arba piršto atspaudą ir skleidžia aplinkos apšvietimą, kuris iš karto parodo įkrovos būseną.

9.3 Nekilnojamojo turto vertės padidėjimas

Pažangūs vystytojai žymi namus „Net Zero Luxury“ (liet. „Net Zero Luxury“). Namas, iš anksto aprūpintas 20 kW dvikrypčiu nuolatinės srovės įkrovikliu, parduodamas kaip „V2H Ready“. Rinkoje, kuri vis labiau nerimauja dėl tinklo nestabilumo ir klimato kaitos, ši funkcija suteikia konkurencinį pranašumą perpardavimo vertės atžvilgiu, pritraukdama technologiškai išprususius pirkėjus, kurie standartinį kintamosios srovės įkroviklį laiko „sena technologija“.

9.4 Automobilių gamintojų „flagmano“ patirtis

Aukščiausios klasės automobilių gamintojai bendradarbiauja su nuolatinės srovės įkroviklių gamintojais, kad pasiūlytų firminius namų įkrovimo sprendimus. Kai klientas perka 150 000 USD kainuojančią elektromobilį, automobilių gamintojas nori užtikrinti, kad įkrovimo patirtis atitiktų vairavimo patirtį. Firminis nuolatinės srovės sieninis įkrovimo įrenginys sukuria darnią „ekosistemą“, kuri didina prekės ženklo lojalumą ir mažina „nuvažiuojamo atstumo nerimą“, palengvindama „greičio nerimą“.

9.5 „Nulinio laukimo“ psichologinė vertė

Be fizinio greičio, atsiranda didelis psichologinis pokytis, kaip namų savininkai suvokia savo transporto priemonę, kai turi nuolatinės srovės sieninį įkrovimo įrenginį. Standartinis kintamosios srovės įkroviklis dažnai laikomas „trapia“ – įrenginiu, kurį reikia nuolat ir lėtai prižiūrėti. 25 kW nuolatinės srovės įkroviklis leidžia automobiliui būti „pasiekiamam“. Tai sumažina elektromobilio savininko pažintinę naštą, pašalina poreikį kruopščiai planuoti pavedimus ir keliones. Prabangos vartotojui šis protinis aiškumas dažnai yra vertingiausia visos sistemos savybė.

10 skyrius: Reguliavimo aplinka ir išmaniųjų įkrovimo standartų ateitis

Tobulėjant gyvenamųjų namų nuolatinės srovės įkrovimo technologijai, reguliavimo aplinka sunkiai spėja. Perėjimui nuo „kvailo“ įkrovimo prie dvikryptės nuolatinės srovės sąveikos reikalingas suderintas taisyklių rinkinys, apimantis automobilių standartus, elektros kodeksus ir komunalinių paslaugų ryšio protokolus.

10.1 ISO 15118-20 standartas: universali kalba

Svarbiausias įkrovimo srities pokytis yra ISO 15118-20 standartas, dažnai vadinamas „Plug & Charge“ (liet. „Prijunk ir įkrauk“), palaikantis dvikryptį ryšį. Šis protokolas leidžia:

• Automatinis autentifikavimas:Automobilis atpažįsta save DC sieninėje įkrovos dėžutėje, kai tik jis prijungiamas, todėl nereikia programėlių ar RFID kortelių.
• Dinaminis apkrovos valdymas:Išsami informacija apie akumuliatoriaus būseną, temperatūrą ir įkrovimo poreikius.
• Dvipusis palaikymas:Standartas oficialiai kodifikuoja V2H ir V2G sistemoms reikalingą patvirtinimo kodą, užtikrindamas, kad „Ford“ elektromobilis galėtų be suderinamumo problemų susisiekti su „Wallbox“ įkrovikliu ir „Siemens“ tinklo sąsaja.

10.2 Elektros kodekso evoliucija: NEC ir IEC

Nacionaliniai ir tarptautiniai elektros kodeksai atnaujinami, įtraukiant „nuolatinės srovės mikrotinklus“.

• NEC 706 straipsnis (Energijos kaupimo sistemos):Jungtinėse Amerikos Valstijose Nacionalinis elektros kodeksas dabar pateikia aiškesnes gaires, kaip elektromobilį laikyti kaupimo sistema. Tai apima greito išjungimo ir įžeminimo reikalavimus, kurie yra griežtesni nuolatinės srovės sistemoms nei kintamosios srovės sistemoms.
• Saugos blokatoriai:Nuolatinės srovės sieniniams įkrovimo įkrovikliams reikalingas sudėtingas įžeminimo nuotėkio aptikimas ir apsauga nuo lanko blyksnio. Kadangi nuolatinės srovės lankai neturi „nulinio kirtimo“ kaip kintamosios srovės įkrovikliai, juos sunkiau užgesinti. Šiuolaikiniai nuolatinės srovės įkrovikliai turi atsarginius elektroninius ir mechaninius atjungiklius, kad būtų užtikrintas gyvenamųjų namų saugumas.

10.3 Komunalinių paslaugų sujungimas ir tinklo apskaita

Galutiniai vartų sargai yra komunalinės įmonės. Kad namo savininkas galėtų naudoti V2G, komunalinės įmonės turi patvirtinti „sujungimo sutartį“.

• IEEE 1547:Šis standartas reglamentuoja, kaip paskirstytieji energijos ištekliai (pvz., nuolatinės srovės srove prijungta elektromobilė) gali būti prijungti prie tinklo. Jis užtikrina, kad nutrūkus tinklui, elektromobilis nustos tiekti energiją atgal į linijas, kad būtų apsaugoti komunalinių paslaugų darbuotojai (apsauga nuo išsibarstymo).
• Atsiskaitymo naujovės:Stebime „realiojo laiko kainodaros“ (RTP) iškilimą. Šiame modelyje nuolatinės srovės sieninė dėžutė yra finansinis įrankis, perkantis energiją neigiamomis kainomis (dažniausiai pasitaikančiais vėjo stipriuose regionuose) ir parduodantis ją atgal didžiausios apkrovos metu.

11 skyrius: Įgyvendinimo scenarijai – realaus pasaulio atvejų analizės

Norėdami pagrįsti šias technines koncepcijas realybėje, išnagrinėkime tris skirtingus įgyvendinimo scenarijus, kuriuose nuolatinės srovės sieniniai įkrovimo stotelės suteikia transformacinę vertę.

Atvejo analizė A: Saulės energija aprūpinti dykumos namai (Arizona, JAV)

Sąranka:4000 kv. pėdų namas su 15 kW saulės energija varoma stogo sistema, 20 kW nuolatinės srovės sienine dėže ir 100 kWh elektromobiliu.Problema:Vietinė komunalinių paslaugų įmonė taiko didelius „paklausos mokesčius“ ir mažą saulės energijos eksporto kreditą.DC sprendimas:Namo savininkas naudoja nuolatinės srovės sieninę įkrovimo stotelę elektromobiliui įkrauti tiesiai iš saulės baterijų, užtikrinant 15 kW nuolatinės srovės galią. Išvengus AC-DC konvertavimo nuostolių ir komunalinių paslaugų „tarpininko“, namas pasiekia 95 % saulės energijos suvartojimo. Vakaro piko metu (nuo 16 iki 20 val.) nuolatinės srovės sieninė įkrovimo stotelė teikia 8 kW V2H palaikymą, maitindama oro kondicionierių ir baseino siurblius. Tai panaikina 20 000 USD kainuojančios stacionarios akumuliatorių sistemos poreikį, sutaupant namo savininkui nemažą kapitalo dalį ir užtikrinant, kad jo automobilis būtų paruoštas rytinei kelionei į darbą ir atgal.

B atvejo analizė: Prabangus daugiabutis gyvenamasis namas (Londonas, JK)

Sąranka:Prabangus apartamentų kompleksas su 10 automobilių stovėjimo vietų, kurių kiekvienoje įrengta bendra 50 kW nuolatinės srovės maitinimo spinta ir atskiros „galvos sistemos“.Problema:Bendras pastato elektros energijos tiekimas yra ribotas. Norint įrengti 10 x 22 kW kintamosios srovės įkroviklių, reikėtų didžiulio, kelis milijonus svarų kainuojančio pastotės atnaujinimo.DC sprendimas:Pastate naudojamas centralizuotas nuolatinės srovės energijos telkinys. Vietoj 10 atskirų kintamosios srovės įrenginių sistema dinamiškai paskirsto 50 kW nuolatinės srovės galią tiems automobiliams, kuriems jos labiausiai reikia. Kadangi nuolatinės srovės įkrovimas yra valdomas skaitmeniniu būdu ir yra labai efektyvus, pastatas gali palaikyti 10 elektromobilių įkrovimą iš esamo elektros tinklo. Gyventojai mėgaujasi „konsjeržo“ teikiama 25 kW įkrovimo sparta, kuri neįmanoma naudojant standartinę pastato kintamosios srovės infrastruktūrą.

C atvejo analizė: Nuotolinis autonominio elektros tinklo „pabėgimas“ (Škotijos aukštumos)

Sąranka:Atokus namelis, varomas mikrohidroturbina ir nedideliu vėjo generatoriumi.Problema:Mikro tinklas yra trapus ir negali susidoroti su tradicinių kintamosios srovės įkrovimo sistemų „įjungimo srove“.DC sprendimas:Nuolatinės srovės sieninis įkrovimo įrenginys veikia kaip sudėtingas buferis. Jis tiekia pastovią, silpnos srovės nuolatinę srovę iš hidro/vėjo sistemos į mažą buferinį akumuliatorių, o tada, kai reikia, „suteikia“ šią energiją elektromobiliui 20 kW nuolatinės srovės galia. Tikslus nuolatinės srovės įkroviklio valdymas neleidžia mikrotinklui sugriūti, todėl elektromobilius galima įsigyti atokiausiuose planetos kampeliuose.

12 skyrius: Techniniai iššūkiai ir jų mažinimo strategijos

Nors nauda milžiniška, kelias į visuotinį gyvenamųjų namų nuolatinės srovės įkrovimą nėra be kliūčių. Šių iššūkių sprendimas yra dabartinių sektoriaus mokslinių tyrimų ir plėtros dėmesio centre.

12.1 Aukšto dažnio triukšmas ir elektromagnetinis suderinamumas (EMS)

20 kW SiC keitiklio veikimas 200 kHz dažniu gyvenamojo namo garaže gali sukelti didelį elektromagnetinį triukšmą. Jei jis netinkamai ekranuotas, šis triukšmas gali trikdyti namų „Wi-Fi“, mobiliojo ryšio signalus ir net paties automobilio jutiklių komplektą.Švelninimas:Pirmaujantys gamintojai naudoja daugiapakopius EMI filtrus ir „išsklaidyto spektro“ komutavimą. Šiek tiek keičiant komutavimo dažnį, o ne palaikant vieną fiksuotą piką, „triukšmas“ paskirstomas platesnėje juostoje, sumažinant piko trukdžius iki lygio, atitinkančio griežtus gyvenamųjų patalpų FCC ir CE standartus.

12.2 Tinklo harmonikos ir elektros energijos kokybė

Dideli nuolatinės srovės įkrovikliai gali į elektros skydinę įvesti „harmonikas“. Tai yra grynos sinusinės bangos, kurią tiekia elektros tiekėjas, iškraipymai. Dėl didelio harmoninio iškraipymo kiti varikliai (pvz., šaldytuvų ar skalbimo mašinų) gali įkaisti ir per anksti sugesti.Švelninimas:Nuolatinės srovės sieninėse dėžutėse naudojamos aktyvios galios koeficiento korekcijos (APFC) grandinės. Šios grandinės užtikrina, kad iš tinklo imama srovė idealiai atitiktų įtampą, palaikydamos > 0,99 „galios koeficientą“ ir neleisdamos bendram harmoniniam iškraipymui namuose viršyti IEEE 519 ir IEC 61000-3-2 nustatytų ribų. Esant pilnai apkrovai, galios koeficientas yra didesnis nei 0,99, o THD paprastai mažesnis nei 5 %, todėl moderni SiC sieninė dėžutė iš tikrųjų pagerina namų elektros energijos kokybę: APFC priekinė dalis taip tiksliai reguliuoja srovės suvartojimą, kad prijungti prietaisai mato švaresnę bangos formą nei daugelis buitinių elektronikos prietaisų.

12.3 Šilumos valdymas gyvenamojoje patalpoje

20 kW nuolatinės srovės sieninė įkrovimo dėžutė sukaupia didelį šilumos kiekį, nes yra sukurta naudoti garaže. Čia lemiamas yra SiC efektyvumo pranašumas. Esant 97–98 % efektyvumui, 20 kW įrenginys išsklaido maždaug 400–600 W šilumos, palyginti su 1000 W ar daugiau, kaip ir panašus silicio pagrindu pagamintas įrenginys. Šis skirtumas leidžia sieninei įkrovimo dėžutei naudoti sandarų, be ventiliatoriaus, natūralios konvekcijos aušinimą daugumoje klimato sąlygų, taip pašalinant dažniausiai pasitaikantį įkrovimo įrangos gedimo tašką: dulkėmis užsikimšusius ventiliatorius ir su jais susijusį triukšmą.

Įrengiant įrenginius nekondicionuojamuose garažuose, svarbus terminis apvalkalas. Įkroviklio galios pakopa palaipsniui mažinama: aplinkos temperatūrai pakilus virš 40 °C (104 °F), įrenginys automatiškai palaipsniui mažina išėjimo galią, apsaugodamas vidinius komponentus ir toliau kraudamas transporto priemonę sumažintu greičiu. Vairuotojas visada žino dabartinę būseną per papildomą programėlę, kuri praneša tiek apie įkrovimo galią, tiek apie terminį rezervą.

12.4 Saugumas, sertifikavimas ir viso namo apžvalga

Gyvenamųjų namų nuolatinės srovės įkrovimui keliami tokie patys saugos reikalavimai kaip ir komunalinių įmonių įrangai. Sieninėje įkrovimo dėžutėje yra įžeminimo apsauga, lanko aptikimo funkcija ir „B tipo“ RCD (nuolatinės srovės įtaisas), galintis aptikti nuolatinės srovės nuotėkio sroves, kurių neaptinka tik kintamosios srovės RCD. Išjungimas dėl perkaitimo, apsauga nuo atvirkštinio poliškumo ir atsarginiai kontaktoriai užtikrina, kad blogiausiu atveju gedimas būtų saugus ir kontroliuojamas atjungimas – niekada nesusidarytų nekontroliuojamas lankas.

Svarbiausia, kad sieninis įkrovimo įrenginys per OCPP bendrauja su namo savininko energijos valdymo sistema. Kai jis sujungiamas su ant stogo esančia saulės baterija ir namų akumuliatoriumi, jis gali įkrauti transporto priemonę tik iš saulės energijos pertekliaus, eksportuoti energiją į namus (V2H) piko metu ir mažinti apkrovą tinklo avarinių situacijų metu. Rezultatas – vienas, suderintas energijos prietaisas, o ne nepriklausomų prietaisų rinkinys, ir namai, kurie palaiko įjungtas šviesas, kai tinklas neveikia.

Lygiai taip pat svarbus ir įrengimo paprastumas.Speciali 20 kW nuolatinės srovės sieninė dėžutė prie esamo namo skydo jungiama per vieną trifazį arba fazių pertraukiklį, o įmontuotas įkroviklio energijos skaitiklis daugumoje konfigūracijų panaikina atskiro CT spaustuko montavimo poreikį. Nesvarbu, ar įrengiamas jau įrengtame garaže, ar skirtas naujai statybai, plonas sieninis korpusas ir pasirenkamas stovo tvirtinimas suteikia namų savininkams ir elektrikams lankstumo – kiekvienas įrenginys yra patvirtintas CE, UL ir vietiniais sertifikatais, todėl leidimų gavimas yra paprastas.

Svarbiausios išvados

• APFC priekiniai galai palaiko galios koeficientą, viršijantį 0,99, ir harmoninį iškraipymą pagal IEEE 519 ribas, taip apsaugodami buitinius prietaisus.
• Dėl didelio SiC efektyvumo gyvenamieji namai gali būti gaminami be ventiliatoriaus, konvekciniu būdu aušinami ir pasižymi grakščiu šiluminiu efektyvumu.
• B tipo RCD, lanko aptikimas ir OCPP pagrindu veikiantis energijos valdymas daro sieninį įkrovimo įrenginį saugiu, prie tinklo jungiamu buitiniu prietaisu.
• V2H galimybė paverčia automobilį atsarginiu energijos šaltiniu, užtikrinančiu tikrą atsparumą elektros energijos tiekimo sutrikimų atveju.

Susisiekite su MIDA Power

„MIDA Power“ sieniniai nuolatinės srovės įkrovikliai – nuo ​​20 kW iki 60 kW – yra sukurti gyvenamųjų namų ir mažų komercinių pastatų rinkai, turintys SiC galios pakopas, ISO 15118 „Plug & Charge“ parengtį ir visiškai atitinkančius OCPP 1.6J/2.0.1 reikalavimus. Norėdami gauti duomenų lapus, montavimo vadovus arba projekto kainos pasiūlymą, susisiekite su mūsų pardavimų komanda. Mūsų inžinieriai padės jums parinkti tinkamą sieninį įkroviklį pagal jūsų saulės baterijų talpą, saulės baterijų masyvą ir namų akumuliatorių konfigūraciją.