Investīcijas Wallbox DC mājas lādētājos: SiC efektivitāte, V2H noturība un ilgtspējība

Mājokļu mobilitātes tehniskā evolūcija: kāpēc ieguldījumi Wallbox DC mājas lādētājos apiet OBC ierobežojumus, nodrošina V2H/V2G noturību un maksimāli palielina energoefektivitāti, izmantojot SiC tehnoloģiju nākotnes prasībām atbilstošai ilgtspējīgai dzīvei.

Kopsavilkums

Globālā pāreja uz elektromobilitāti ieiet otrajā, sarežģītākajā fāzē. Kamēr pirmajā desmitgadē uzmanība tika pievērsta transportlīdzekļu ieviešanai un publiskajai infrastruktūrai, pašreizējo desmitgadi nosaka dzīvojamo māju uzlādes ekosistēmas optimizācija. Šīs evolūcijas centrā ir Wallbox DC mājas uzlādes ierīce. Tradicionāli dzīvojamo māju uzlāde ir bijusi 2. līmeņa maiņstrāvas (AC) staciju joma, kas izmanto transportlīdzekļa iekšējo borta lādētāju (OBC). Tomēr OBC tehniskie ierobežojumi, ko nosaka svars, tilpums un izmaksas, ir radījuši šķēršļus nākamās paaudzes enerģētiski neatkarīgām mājām.

Šajā rakstā ir sniegts izsmeļošs 6000 vārdu garš ieskats līdzstrāvas uzlādes staciju tehniskajā, elektroķīmiskajā un ekonomiskajā pārākumā. Mēs izpētām, kā šīs ierīces apiet uzlādes staciju (OBC), lai nodrošinātu ātrāku un efektīvāku uzlādi; kā tās izmanto silīcija karbīda (SiC) pusvadītājus, lai samazinātu siltuma zudumus; un kāpēc tās ir neaizstājams pamats transportlīdzekļa un mājas (V2H) un transportlīdzekļa un tīkla (V2G) lietojumprogrammām. Turklāt mēs analizējam līdzstrāvas lādētāju integrāciju mājas enerģijas pārvaldības sistēmās (HEMS), to lomu luksusa dzīvojamo ēku zīmola veidošanā un ilgtermiņa izmaksu un ieguvumu trajektoriju ražošanas mērogojumos.

1. nodaļa: Mājas elektroautomobiļu uzlādes paradigmas maiņa — no maiņstrāvas utilīta līdz līdzstrāvas intelektam

Elektroautomobiļu (EV) uzlādes vēsture ir bijusi kompromisu pilna. Mūsdienu EV ēras sākumā galvenais mērķis bija vienkārši nodrošināt, lai transportlīdzekļa akumulatoru varētu uzpildīt nakts laikā, izmantojot esošo dzīvojamo māju elektroinfrastruktūru. Tas noveda pie maiņstrāvas uzlādes dominances. Maiņstrāvas instalēšanā uzlādes kaste būtībā ir uzlabots drošības slēdzis (EVSE – elektriskā transportlīdzekļa piegādes iekārta), kas pievada maiņstrāvu tieši automašīnai. Smago darbu – maiņstrāvas pārveidošanu akumulatoram nepieciešamajā līdzstrāvā – veic transportlīdzekļa iebūvētais lādētājs (OBC).

Lai gan maiņstrāvas uzlādes uzstādīšana ir izmaksu ziņā efektīva, tā ir principiāli ierobežota. Akumulatora ietilpībai pieaugot no 60 kWh līdz 100 kWh un vairāk, laiks, kas nepieciešams uzlādei ar 7 kW vai 11 kW maiņstrāvas jaudu, kļūst par loģistikas šķērsli mājsaimniecībām ar augstu noslodzi. Vēl svarīgāk ir tas, ka maiņstrāvas paradigma elektromobili uzskata par pasīvu slodzi — enerģijas “uzkrāvēju”.

Iepazīstieties ar Wallbox līdzstrāvas mājas lādētāju. Pārvietojot maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidošanas procesu no transportlīdzekļa uz speciālu sienas ierīci, mēs atveram jaunu veiktspējas dimensiju. Šī pāreja atspoguļo pāreju no “maiņstrāvas utilitātes” uz “līdzstrāvas intelektu”. Līdzstrāvas sienas lādētājs nav tikai lādētājs; tas ir sarežģīts jaudas elektronikas centrmezgls. Tas tieši sazinās ar akumulatora pārvaldības sistēmu (BMS), nodrošinot precīzu sprieguma un strāvas kontroli, kas apejot transportlīdzekļa iekšējos ierobežojumus.

Šajā nodaļā tiek aplūkotas makrotendences, kas veicina šīs pārmaiņas:

1. Ātruma meklējumi:Augstas klases elektrotransportlīdzekļi tagad atbalsta 800 V arhitektūras. Maiņstrāvas lādētāji nevar izmantot šo ātrumu mājās. Līdzstrāvas sienas uzlādes ierīces, pat ar zemāku jaudas līmeni mājsaimniecībās (piemēram, no 20 kW līdz 30 kW), piedāvā ievērojamu uzlabojumu salīdzinājumā ar standarta 7 kW maiņstrāvas iekārtām.
2. Enerģētiskā suverenitāte:Saules paneļu un akumulatoru enerģijas uzkrāšanas pieaugums dzīvojamās mājās rada “līdzstrāvas ekosistēmu”. Līdzstrāvas saules enerģijas pārveidošana maiņstrāvā mājai un pēc tam atpakaļ līdzstrāvā automašīnai rada vairākus konversijas zudumus. Līdzstrāvas tīklā savienota mājas vide ar līdzstrāvas sienas kārbu tās centrā samazina šos “konversijas nodokļus”.
3. Viedais tīkls:Komunālajiem pakalpojumiem pārejot uz cenu noteikšanu atkarībā no lietošanas laika un pieprasījuma reakcijas programmām, līdzstrāvas sistēmu piedāvātā detalizētā kontrole ļauj māju īpašniekiem efektīvāk piedalīties tīkla stabilizācijā nekā tradicionālās maiņstrāvas sistēmas.

2. nodaļa: Tehniskās atšķirības — borta uzlādes ierīces (OBC) sašaurinājuma apiešana

Lai saprastu, kāpēc līdzstrāvas mājas uzlāde ir revolucionāra, vispirms ir jāsaprot "OBC sašaurinājums". Katrā ar maiņstrāvu uzlādētā elektromobilī ir iebūvēts lādētājs. Šī sastāvdaļa ir strāvas invertors, kas saņem 120 V vai 240 V maiņstrāvu un pārveido to par akumulatora bloka līdzstrāvas spriegumu.

Tomēr OBC ir autofizikas upuris. Tā kā tam jābrauc kopā ar transportlīdzekli, uz to attiecas stingri ierobežojumi:

• Masa un tilpums:Katrs OBC kilograms ir kilograms svara, kas samazina transportlīdzekļa nobraucamo attālumu. Līdz ar to vairums ražotāju ierobežo OBC jaudu līdz 7 kW vai 11 kW, lai ietaupītu vietu un svaru.
• Termiskā pārvaldība:11 kW jaudas pārveidošana rada ievērojamu siltumu. Transportlīdzekļa dzesēšanas cilpai ir jāizkliedē šis siltums, kas patērē papildu enerģiju.
• Izmaksas:Lieljaudas OBC (piemēram, 22 kW) ražošana ir dārga, un tos bieži vien izmanto tikai luksusa modeļos vai kā papildu uzlabojumus.

Izmantojot Wallbox līdzstrāvas mājas lādētāju, OBC tiek pilnībā apiets. Līdzstrāvas Wallbox tiek tieši savienots ar transportlīdzekļa akumulatoru, izmantojot CCS vai NACS savienotāja līdzstrāvas kontaktus. Tam ir vairākas būtiskas sekas:

2.1 Lielāks jaudas blīvums bez transportlīdzekļa svara

Novietojot pārveidošanas aparatūru uz garāžas sienas, inženierus vairs neierobežo transportlīdzekļa svara ierobežojumi. Mēs varam izmantot lielākus induktorus, izturīgākus kondensatorus un labākas dzesēšanas sistēmas. Tas ļauj dzīvojamās telpās sasniegt uzlādes ātrumu 15 kW, 20 kW vai pat 25 kW — ātrumu, ko fiziski un ekonomiski nebūtu praktiski integrēt pašā transportlīdzeklī.

2.2 Efektivitātes pieaugums

OBC efektivitāte parasti svārstās no 85% līdz 92%. “Turp un atpakaļ” zudumi ir ievērojami, ja ņem vērā tūkstošiem uzlādes ciklu desmit gadu laikā. Līdzstrāvas sienas lādētāji, izmantojot rūpnieciskas klases komponentus un specializētu dzesēšanu, var sasniegt efektivitāti, kas pārsniedz 96%. Apejot automašīnas iekšējo taisngriezi, enerģija nonāk tieši no tīkla (vai saules enerģijas) akumulatora ķīmiskajā krātuvē ar minimāliem atkritumiem.

2.3 Uzticamība un izmantojamība

Ja borta uzlādes ierīce (OBC) neizdodas, transportlīdzeklis faktiski paliek bezspēcīgs un tam ir nepieciešams dārgs un sarežģīts remonts autoservisā. Ja līdzstrāvas uzlādes ierīce (DC) neizdodas, transportlīdzekli joprojām var uzlādēt publiskā uzlādes stacijā vai izmantojot rezerves maiņstrāvas portatīvo lādētāju, un pašu uzlādes ierīci (DC) var apkalpot vai nomainīt elektriķis, nepieskaroties transportlīdzekļa augstsprieguma iekšējām detaļām.

3. nodaļa: Elektroķīmiskās priekšrocības — akumulatora ilgmūžības un efektivitātes optimizēšana

Izplatīts nepareizs uzskats ir tāds, ka “līdzstrāvas uzlāde ir kaitīga akumulatoriem”. Lai gan īpaši ātra publiskā līdzstrāvas uzlāde (350 kW+) var izraisīt termisko stresu,Dzīvojamo māju līdzstrāvas uzlāde(diapazonā no 10 kW līdz 25 kW) faktiski ir elektroķīmiskais “zelta punkts”, kas piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar maiņstrāvas uzlādi.

3.1 Precīza impulsa platuma modulācija (PWM) un pulsācijas kontrole

Transportlīdzekļa borta uzlādes ierīcē (OBC) maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidošanas process bieži rada "pulsācijas strāvu" — nelielas līdzstrāvas izejas svārstības, kas var izraisīt mikroskopisku uzkaršanu akumulatora elementos. Augstas klases līdzstrāvas sienas uzlādes ierīces izmanto uzlabotus digitālos signālu procesorus (DSP), lai nodrošinātu daudz "tīrāku" līdzstrāvas signālu. Šī stabilitāte samazina iekšējās pretestības zudumus litija jonu elementos uzlādes procesa laikā.

3.2 Dinamiskās uzlādes līknes

Veicot uzlādi, izmantojot maiņstrāvu, automašīnas BMS sistēmai ir jāpieprasa strāva no OBC, kas pēc tam to paņem no sienas kontakta. Šai daudzpakāpju komunikācijai var būt latentums. Līdzstrāvas uzlādes ierīce (DC) sazinās ar BMS, izmantojot ISO 15118 protokolu. Tas nodrošina dinamiskāku un atsaucīgāku uzlādes līkni. Ja BMS konstatē nelielu temperatūras paaugstināšanos noteiktā akumulatora elementa modulī, līdzstrāvas uzlādes ierīce var nekavējoties mikropielāgot strāvas plūsmu daudz precīzāk nekā OBC.

3.3 “Konversijas siltuma” mazināšana

Maiņstrāvas uzlādes laikā OBC radītais siltums bieži tiek pārnests uz akumulatoru bloku, jo tiem ir viena un tā pati dzesēšanas ķēde un tie atrodas tuvu viens otram. Šī sekundārā siltuma slodze var paātrināt elektrolīta noārdīšanos. Pārvietojot siltumu ģenerējošo pārveidošanas procesu uz uzlādes staciju, transportlīdzekļa akumulators uzlādes laikā paliek vēsāks, tādējādi saglabājot SEI (cietvielu elektrolītu starpfāzes) slāņa veselību uz anoda.

Rezumējot, dzīvojamās mājas līdzstrāvas uzlāde nodrošina ātrās uzlādes ierīces ātrumu ar lēnās uzlādes ierīces “maigumu”, vienlaikus saglabājot izcilu elektroķīmisko stabilitāti akumulatora kalpošanas laikā.

4. nodaļa: Silīcija karbīda (SiC) tehnoloģija — īpaši augstas efektivitātes konversijas pamatā

Slepenā sastāvdaļa, kas padara mūsdienīgas līdzstrāvas sienas kastes piemērotas mājām, ir pāreja no tradicionālajiem silīcija (Si) MOSFET un IGBT uz silīcija karbīda (SiC) pusvadītājiem. SiC ir platjoslas atstarpes (WBG) materiāls, kas ir fundamentāli mainījis jaudas elektronikas ainavu.

4.1 Augstākās joslas spraugas īpašības

Silīcija karbīda joslas sprauga ir aptuveni trīs reizes platāka nekā parastajam silīcijam. Tas ļauj SiC ierīcēm darboties ar daudz augstāku spriegumu un temperatūru. Līdzstrāvas sienas kārbā tas nozīmē, ka ierīce var apstrādāt mūsdienu elektrotransportlīdzekļu akumulatoru 400 V vai 800 V prasības ar daudz mazāku komponentu izmēru.

4.2 Samazināti komutācijas zudumi

SiC būtiskākā priekšrocība mājas lādētājā ir komutācijas zudumu samazināšana. Tradicionālie silīcija slēdži zaudē enerģiju katru reizi, kad tie ieslēdzas un izslēdzas, galvenokārt lēnākā reakcijas laika un lielākas kapacitātes dēļ. SiC slēdži var darboties daudz augstākās frekvencēs (bieži vien 10 reizes augstākās nekā silīcija slēdži). Šī augstfrekvences komutācija ļauj:

• Mazāki magnēti:Tā kā pārslēgšanās frekvence ir augstāka, induktori un transformatori sienas lādētāja iekšpusē var būt ievērojami mazāki un vieglāki. Tas ļauj 20 kW līdzstrāvas lādētājam būt pietiekami mazam, lai to varētu pakārt pie garāžas sienas, nevis ievietot ledusskapja izmēra skapītī.
• Augstāka efektivitāte:SiC samazina enerģijas zudumus līdz pat 80% salīdzinājumā ar silīcija bāzes pārveidošanu. Mājas īpašniekam tas nozīmē zemākus elektrības rēķinus un mazāku siltuma zudumu.

4.3 Siltumvadība un uzticamība

Tā kā SiC ir efektīvāks, tas rada mazāk siltuma. Mazāks siltuma daudzums nozīmē, ka sienas kārbai var nebūt nepieciešami trokšņaini, augstas apkopes dzesēšanas ventilatori. Daudzas uz SiC bāzes veidotas līdzstrāvas sienas kārbas var izmantot pasīvu šķidruma dzesēšanu vai uzlabotus siltuma izlietņu dizainus. Tas palielina elektronikas kalpošanas laiku, jo termiskā ciklēšana ir galvenais komponentu atteices cēlonis energosistēmās.

4.4 Salīdzinošā analīze: Si pret SiC dzīvojamās ēkās

Lai patiesi novērtētu SiC, jāaplūko kvantitatīvie uzlabojumi. Tipiskā 20 kW pārveidotājā:

• Pēdas nospieduma samazināšana:Silīcija bāzes sistēmai var būt nepieciešams 15 litru korpuss dzesēšanas ventilatoru un lielo induktoru izvietošanai. SiC bāzes sistēma var ietilpt 4 litru korpusā, kas ir par 73 % mazāks tilpums.
• Pārslēgšanas frekvence:Silīcija IGBT parasti ir ierobežoti līdz 20 kHz līdz 30 kHz termisko ierobežojumu dēļ. SiC MOSFET ērti darbojas ar frekvenci no 100 kHz līdz 300 kHz. Tas nav tikai tehnisks iedomības rādītājs; tas tieši korelē ar vara tinumu svaru transformatoros, kas veido ievērojamu daļu no materiālu saraksta (BOM).
• Efektivitāte pie daļējas slodzes:Lielākā daļa mājas lādētāju darbojas ar daļēju slodzi (piemēram, 5 kW, nevis 20 kW) lielāko daļu sava kalpošanas laika. SiC saglabā augstu efektivitāti (94%+) pat pie 20% slodzes, savukārt silīcija efektivitāte bieži vien strauji samazinās līdz zemām 80 vai 70 vērtībām pie zema jaudas līmeņa.

4.5 Termisko ciklu ietekme uz dzīves ilgumu

Mājsaimniecības lādētāji ir pakļauti skarbiem apstākļiem — aukstām garāžām ziemā un svelmainām vasarā. Silīcija pusvadītāji ir ļoti jutīgi pret "savienojuma temperatūras" svārstībām. Katru reizi, kad silīcija lādētājs tiek iedarbināts, iekšējās sastāvdaļas izplešas un saraujas. Tūkstošiem ciklu laikā tas noved pie lodējuma noguruma un stiepļu savienojuma atteices. SiC platā joslas sprauga un augstā siltumvadītspēja nozīmē, ka iekšējā temperatūra saglabājas daudz stabilāka, ievērojami palielinot ierīces MTBF (vidējo laiku starp atteicēm) no nozarē vidēji 5 gadiem līdz vairāk nekā 12 gadiem.

5. nodaļa: Wallbox līdzstrāvas lādētāji kā vārteja uz V2H (transportlīdzekļa un māju) un V2G (transportlīdzekļa un tīkla) sistēmām

Iespējams, vispārliecinošākais iemesls ieguldīt līdzstrāvas uzlādes lādētājā (DC wallbox) ir tās loma divvirzienu enerģijas plūsmas nodrošināšanā. Lai gan pastāv dažas divvirzienu maiņstrāvas sistēmas, tās pēc būtības ierobežo transportlīdzekļa iekšējā aparatūra. Ar līdzstrāvu savienota divvirzienu uzlāde ir enerģijas noturības zelta standarts.

5.1 Transportlīdzeklis kā dzīvojamās mājas akumulators (V2H)

Mūsdienīgs elektrotransportlīdzekļa akumulators parasti satur no 60 kWh līdz 100 kWh enerģijas. Tas ir pietiekami, lai nodrošinātu vidējas mājsaimniecības enerģiju trīs līdz piecas dienas. Tomēr, lai izmantotu šo enerģiju mājas darbināšanai strāvas padeves pārtraukuma laikā, ir nepieciešams veids, kā no akumulatora iegūt līdzstrāvu un pārveidot to atpakaļ maiņstrāvā mājas ķēdēm. Līdzstrāvas sienas kārba darbojas kā šī vārteja. Tā kā tā apiet pārslēdzamo barošanas bloku (OBC), tā var iegūt enerģiju tieši no akumulatoru bloka, invertēt to uz 240 V maiņstrāvu un padot to mājas elektrības panelim (izmantojot pārslēgšanas slēdzi). Tas pārvērš elektrotransportlīdzekļu par milzīgu, mobilo “barotnes sienu”, kas nodrošina daudz lielāku jaudu nekā speciāls stacionārs mājas akumulators par zemākām robežizmaksām.

5.2 Tīkla stabilizācija un ieņēmumi (V2G)

Transportlīdzekļa un tīkla savienojums (V2G) paplašina šo pieeju. V2G scenārijā līdzstrāvas sienas kārba sazinās ar komunālo pakalpojumu sniedzēju. Maksimālā pieprasījuma periodos tīkls var "aizņemties" nelielu enerģijas daudzumu no tūkstošiem novietotu elektrotransportlīdzekļu. Mājas īpašnieks parasti saņem kompensāciju par šo pakalpojumu, efektīvi samazinot kopējās īpašumtiesību izmaksas. Līdzstrāvas sienas kārbas ir labākas V2G vajadzībām, jo ​​tās piedāvā ātrāku reakcijas laiku un lielāku jaudas caurlaidspēju. Ja tīklam ir nepieciešams pēkšņs 20 kW pievads, lai novērstu strāvas padeves pārtraukumu, līdzstrāvas sienas kārba var to nodrošināt nekavējoties, savukārt standarta maiņstrāvas pārnēsājamā ierīce var būt ierobežota līdz 7 kW un, iespējams, pat neatbalsta divvirzienu plūsmu.

5.3 Virtuālās elektrostacijas (VPP)

Līdzstrāvas uzlādes stacijas ļauj māju īpašniekiem pievienoties virtuālajām elektrostacijām (VRS). Apvienojot simtiem māju, kas pieslēgtas pie līdzstrāvas, VPP pārvaldnieks var piedāvāt ievērojamu jaudu vairumtirdzniecības enerģijas tirgū. Tas rada jaunu “enerģijas ekonomiku” dzīvojamo māju sektorā, kur elektrotransportlīdzekļi ir aktīvs aktīvs, nevis pasīvs izdevums.

5.4 “Uzlādes stāvokļa” (SoC) saglabāšanas stratēģija

Viena no DC V2G sistēmu sarežģītajām funkcijām ir spēja pārvaldīt akumulatora stāvokli, vienlaikus atbalstot tīklu. Atšķirībā no maiņstrāvas sistēmām, kas varētu "ietekmēt" akumulatoru ar sekliem, neefektīviem cikliem, DC sienas kārba var veikt "precīzu izlādi". Tā var iegūt tieši tādu enerģijas daudzumu, kādu pieprasa tīkls, vienlaikus nodrošinot, ka akumulatora uzlādes līmenis nekad nenokrītas zem lietotāja definēta sliekšņa (piemēram, 20% SoC), un tas tiek darīts ar optimālu izlādes ātrumu, kas samazina iekšējās pretestības sakaršanu.

6. nodaļa: Dziļa integrācija ar mājas enerģijas pārvaldības sistēmām (HEMS) un atjaunojamiem energoresursiem

Wallbox līdzstrāvas lādētājs nav atsevišķa ierīce; tas ir kritiski svarīgs mezgls “2030. gada viedajā mājā”. Integrējot to ar mājas enerģijas pārvaldības sistēmu (HEMS), līdzstrāvas Wallbox kļūst par galveno mājsaimniecības enerģijas bilances koordinatoru.

6.1 “Līdzstrāvas kopnes” koncepcija

Nākotnes prasībām atbilstošas ​​mājas virzās uz līdzstrāvas primāro arhitektūru. Saules paneļi ražo līdzstrāvu. Mājas akumulatori uzglabā līdzstrāvu. Elektroautomobiļi izmanto līdzstrāvu. Tradicionālā maiņstrāvas mājā enerģija tiek pārveidota turp un atpakaļ (līdzstrāva -> maiņstrāva -> līdzstrāva -> maiņstrāva), ar 3–5% zudumiem katrā solī. Līdzstrāvas sienas uzlādes kārba nodrošina tiešu savienošanu. Saules ģenerēto līdzstrāvu var tieši novadīt uz elektroautomobiļa akumulatoru, nekad neizejot caur maiņstrāvas invertoru. Šī “tiešā uzlāde elektroautomobiļa uzlādei” saules uzlāde ir efektivitātes virsotne, nodrošinot, ka katrs jumta uztvertais fotons tiek izmantots mobilitātei.

6.2 Inteliģenta slodzes līdzsvarošana

HEMS programmatūra var izmantot līdzstrāvas uzlādes staciju, lai līdzsvarotu mājas kopējo slodzi. Piemēram, ja HVAC sistēma ieslēdzas un draud pārsniegt mājas maksimālās slodzes ierobežojumu, HEMS var nekavējoties samazināt līdzstrāvas uzlādes staciju no 20 kW līdz 10 kW. Tā kā līdzstrāvas uzlāde tiek digitāli kontrolēta un apiet transportlīdzekļa iekšējās aizkaves, šīs korekcijas notiek milisekundēs, nodrošinot, ka mājas galvenais drošinātājs nekad neizslēdzas.

6.3 Prognozējošā analītika un lietotāju uzvedība

Integrētā HEMS sistēma var analizēt laika prognozes, komunālo pakalpojumu cenas un lietotāja kalendāru. Ja sistēma zina, ka rīt jums ir garš brauciens un šodien spīdēs saule, tā pēcpusdienā prioritāri veiks līdzstrāvas saules enerģijas uzlādi. Ja vakarā tā konstatēs augstas komunālo pakalpojumu cenas, tā izmantos līdzstrāvas uzlādes staciju, lai no automašīnas patērētu enerģiju trauku mazgājamās mašīnas un apgaismojuma darbināšanai (V2H), un pēc tam uzlādēs automašīnu plkst. 3:00 no rīta, kad cenas ir viszemākās.

6.4 Kopējā autoparka ietekme daudzdzīvokļu mājās

Dzīvokļu kompleksos vai luksusa daudzdzīvokļu mājās līdzstrāvas sienas kastes var savienot tīklā, lai izveidotu “mikrotīklu”. Tā vietā, lai katram dzīvoklim būtu atsevišķs tīkla pieslēgums, kas ir 90% dīkstāvē, centralizēta līdzstrāvas kopne var koplietot enerģiju starp automašīnām. Ja viena automašīna ir pilnībā uzlādēta, tās līdzstrāvas jaudas daļa tiek nekavējoties novirzīta uz tikko ieradušos automašīnu. Šī “dinamiskā jaudas koplietošana” ir iespējama tikai ar līdzstrāvas sistēmām raksturīgo ātrdarbīgo komunikāciju un vadību.

7. nodaļa: Fizikālā inženierija — uzstādīšana, telpas optimizācija un termiskā pārvaldība

Lieljaudas līdzstrāvas uzlādes pāreja no rūpniecības depo uz dzīvojamo māju garāžām prasīja fizikālās inženierijas šedevru. Lai gan publiska līdzstrāvas ātrā uzlādes iekārta bieži vien ir liela tirdzniecības automāta lielumā, dzīvojamo māju līdzstrāvas uzlādes iekārtai jābūt kompaktai, estētiski pievilcīgai un klusai. Lai to panāktu, bija nepieciešamas inovācijas vairākās galvenajās jomās.

7.1 Jaudas pārveidošanas topoloģija: rezonanses pārveidotājs

Lai sasniegtu augstu jaudas blīvumu, dzīvojamo māju līdzstrāvas sienas kārbās bieži tiek izmantoti LLC rezonanses pārveidotāji vai fāzes nobīdes pilna tilta (PSFB) topoloģijas. Šīs shēmas nodrošina “mīksto komutāciju”, kur pusvadītāji ieslēdzas un izslēdzas pie nulles sprieguma (ZVS) vai nulles strāvas (ZCS). Tas ievērojami samazina EMI (elektromagnētiskos traucējumus) — kas ir ļoti svarīgi mājas vidē, kur atrodas jutīgas Wi-Fi un viedās mājas ierīces —, un samazina iekšējo filtru un siltuma izlietņu izmēru.

7.2 Termiskā pārvaldība: vairāk nekā tikai ventilators

Dzīvojamā vidē troksnis ir galvenā problēma. 20 kW uzlādes stacija ar skaļu rūpniecisko ventilatoru nav pieņemama garāžai, kas piestiprināta pie guļamistabas. Inženieri ir izmantojuši vairākas stratēģijas, lai klusi pārvaldītu siltumu:

• Iekapsulētie magnēti:Komponenti, piemēram, induktori, ir ievietoti termiski vadošos sveķos, kas novada siltumu uz ārējo apvalku.
• Šķidruma-gaisa siltummaiņi:Dažas augstas klases līdzstrāvas sienas kastes izmanto nelielu, klusu šķidruma cilpu (līdzīgi kā spēļu datorā), lai pārvietotu siltumu no SiC moduļiem uz lielas virsmas alumīnija šasiju, kas darbojas kā pasīvs radiators.
• Fāzes maiņas materiāli (PCM):Uzlabotās ierīces izmanto PCM, lai absorbētu siltumu īsu, lielas jaudas uzliesmojumu laikā un laika gaitā to lēnām atbrīvotu, tādējādi nodrošinot lielāku maksimālo jaudu bez aktīvas dzesēšanas.

7.3 Instalācijas arhitektūra: “Sadalītā” sistēma

Lai pārvarētu 20 kW+ pārveidošanas aparatūras fizisko svaru, daži ražotāji virzās uz dalītu arhitektūru. Smagais jaudas modulis tiek uzstādīts bēniņos vai saimniecības skapī, savukārt plāns, dizainerim draudzīgs “galvas bloks” (kurā ir ekrāns un kabelis) tiek uzstādīts garāžā. Tas vienkāršo uzstādīšanu, jo elektroinstalācijas darbi tiek veikti galvenā paneļa tuvumā, un uz stāvvietu ir jānovieto tikai augstsprieguma līdzstrāvas kabeļi.

7.4 Tīkla pieslēguma prasības

Līdzstrāvas sienas kārbas uzstādīšana ir sarežģītāka nekā standarta maiņstrāvas iekārtas uzstādīšana. Parasti tai ir nepieciešams atsevišķs trīsfāžu savienojums (Eiropā) vai lielas strāvas 240 V dalītās fāzes ķēde (Ziemeļamerikā).

• Slodzes balansēšana panelī:Daudzās ierīcēs tagad ir iekļauti strāvas transformatori (CT skavas), kas uzrauga mājas kopējo patēriņu. Ja mājas īpašnieks ieslēdz saunu vai elektrisko cepeškrāsni, līdzstrāvas sienas kārba nekavējoties samazina strāvas padevi, lai novērstu galvenā drošinātāja izdegšanu.
• Izolācijas transformatori:Drošības labad līdzstrāvas lādētājiem ir jānodrošina galvaniska izolācija starp elektrotīklu un transportlīdzekļa akumulatoru. Modernie augstfrekvences transformatori ir aizstājuši smagos 50/60 Hz transformatorus, samazinot svaru no 50 kg līdz mazāk nekā 5 kg.

7.5 Kabeļu inženierija un ergonomika

Līdzstrāvas kabeļi ir ievērojami biezāki un smagāki nekā maiņstrāvas kabeļi, jo tiem jāpārvada daudz lielāka strāva (bieži vien līdz pat 80 A vai 100 A). Tas rada ergonomisku izaicinājumu. Inženieri ir izstrādājuši "ar šķidrumu dzesējamus kabeļus" (pat lietošanai dzīvojamās telpās), kuros tiek izmantots plāns dzesēšanas šķidruma slānis, lai nodrošinātu daudz mazāku vara šķērsgriezumu. Tas padara kabeli tikpat elastīgu un vieglu kā standarta maiņstrāvas kabeli, ievērojami uzlabojot lietotāja pieredzi gados vecākiem cilvēkiem vai cilvēkiem ar ierobežotu mobilitāti.

8. nodaļa: Ekonomiskā analīze — izmaksu un ieguvumu līkne un kopējās īpašumtiesību izmaksas (TCO)

Galvenais šķērslis līdzstrāvas mājas uzlādes ieviešanai vēsturiski ir bijusi “uzlīmes cena”. Augstas kvalitātes maiņstrāvas sienas uzlādes ierīce maksā 500–1000 USD, savukārt līdzstrāvas sienas uzlādes ierīce var maksāt 4000–10 000 USD. Tomēr, koncentrējoties tikai uz pirkuma cenu, netiek ņemtas vērā būtiskās kopējās īpašumtiesību izmaksas (TCO).

8.1 Stacionārās uzglabāšanas “izvairītās izmaksas”

Ja mājas īpašnieks apsver gan elektroautomobiļa, gan mājas akumulatora (piemēram, Tesla Powerwall) iegādi, ekonomiskie aprēķini mainās. 13,5 kWh Powerwall maksā aptuveni 10 000 USD. Izvēloties divvirzienu līdzstrāvas sienas kārbu, mājas īpašnieks var izmantot jau elektroautomobiļa iebūvēto 80 kWh akumulatoru. Uzglabāšanas izmaksas, izmantojot līdzstrāvas sienas kārbu, būtībā ir nulle (jo automašīna jau ir iegādāta), salīdzinot ar 700 USD/kWh stacionārai uzglabāšanai. Mājai, kurai nepieciešama ievērojama rezerves jauda, ​​līdzstrāvas sienas kārba faktiski ir...lētākceļš uz enerģētisko neatkarību.

8.2 Energoefektivitātes ietaupījumi

Līdzstrāvas-līdzstrāvas uzlādes (no saules enerģijas uz elektromobili) efektivitātes priekšrocība summējas par 5–8 %. Braucot vairāk nekā 160 000 jūdžu, elektromobilis patērēs aptuveni 33 000 kWh enerģijas. 5 % efektivitātes pieaugums ļauj ietaupīt 1650 kWh. Ar cenu 0,25 USD/kWh tas ir 412 USD tiešā ietaupījumā. Lādētāja 15 gadu kalpošanas laikā tikai efektivitātes pieaugums var segt cenas piemaksu salīdzinājumā ar lētu maiņstrāvas ierīci.

8.3 Ieņēmumu gūšana, izmantojot V2G

Jurisdikcijās ar aktīvām V2G programmām līdzstrāvas sienas kārba var radīt ienākumus. Kalifornija un vairākas Eiropas valstis eksperimentē ar programmām, kas lietotājiem maksā no 0,50 līdz 1,00 USD par kWh par “avārijas” tīkla atbalstu. Ja vadītājs nodrošina 10 kWh atbalstu 50 reizes gadā, viņš varētu nopelnīt 500 USD gadā. Apvienojumā ar pieprasījuma reakcijas stimuliem līdzstrāvas sienas kārba pāriet no izmaksu centra uz ieņēmumus ģenerējošu aktīvu.

8.4 Jūtīguma analīze: elektroenerģijas cenu ietekme

Līdzstrāvas sienas kārbas atdeve (ROI) ir ļoti jutīga pret starpību starp elektroenerģijas cenām maksimālās un nelielās stundās. Tirgos ar “lietošanas laika” (ToU) likmēm, kur starpība ir 0,30 USD/kWh vai vairāk, 5000 USD vērtas līdzstrāvas sienas kārbas atmaksas periods (ieskaitot uzstādīšanu) var būt pat 4 līdz 6 gadi, ņemot vērā V2H ietaupījumus un saules enerģijas optimizāciju. Fiksētas likmes tirgos atmaksas periods pagarinās, padarot ierīci drīzāk par “luksusa un noturīga” pirkumu, nevis tikai finansiālu.

8.5 Apkope un atlikusī vērtība

Tradicionālās maiņstrāvas sienas kastes bieži tiek uzskatītas par vienreizlietojamām ierīcēm. Turpretī līdzstrāvas sienas kastes ir ražotas atbilstoši rūpnieciskajiem standartiem. To atlikusī vērtība otrreizējā tirgū, visticamāk, saglabāsies augsta, līdzīgi kā augstas klases saules invertoriem. Turklāt, tā kā mājas arvien vairāk tiek vērtētas, pamatojoties uz to "enerģijas IQ", iepriekš uzstādīta līdzstrāvas sienas kaste var veicināt īpašuma tālākpārdošanas vērtības pieaugumu par 2–5 %.

9. nodaļa: Luksusa un zīmola vērtība — kāpēc augstas klases dzīvojamo māju tirgi izvēlas Vašingtonu

Luksusa nekustamo īpašumu un premium klases automobiļu nozarēs “Wallbox DC” ir kļuvis par statusa simbolu, līdzīgi kā profesionāla līmeņa virtuve vai mājas kinozāle. Tas simbolizē apņemšanos attiecībā uz tehnoloģijām, veiktspēju un vides aizsardzību.

9.1 Arguments “Laiks ir vienīgā greznība”

Augstas veiktspējas elektrotransportlīdzekļa, piemēram, Porsche Taycan vai Lucid Air, īpašniekam 10 stundu gaidīšana uz pilnu uzlādi ir neērtība. Līdzstrāvas sienas uzlādes ierīce, kas var nodrošināt “uzpildi” 1,5 stundās, atbilst turīga cilvēka dzīvesveidam. Ērtības, ko sniedz iespēja atgriezties mājās pēc rīta golfa brauciena ar pilnībā uzlādētu automašīnu pēcpusdienas sanāksmei, ir vērtīgs piedāvājums, kas pārsniedz vienkāršu elektromatemātiku.

9.2 Estētiskā integrācija un dizains

Luksusa līdzstrāvas sienas kastes (no tādiem zīmoliem kā Wallbox, Delta vai ABB) ir paredzētas, lai papildinātu augstas klases arhitektūru. Funkcijas ietver:

• Augstākās kvalitātes materiāli:Matēts alumīnijs, rūdīts stikls un oglekļa šķiedras akcenti.
• Slēptā kabeļu pārvaldība:Motorizēti kabeļu spriegotāji vai “iespraužamas un izmetamas” sistēmas, kas uztur garāžas grīdu tīru.
• Biometriskais un viedais apgaismojums:Lādētāji, kas atpazīst lietotāju, izmantojot tālruni vai pirkstu nospiedumu, un nodrošina apkārtējo apgaismojumu, kas acumirklī norāda uzlādes stāvokli.

9.3 Nekustamā īpašuma vērtības pieaugums

Progresīvi domājoši attīstītāji reklamē mājas ar “Net Zero Luxury” zīmolu. Māja, kas iepriekš aprīkota ar 20 kW divvirzienu līdzstrāvas lādētāju, tiek reklamēta kā “V2H Ready”. Tirgū, kas arvien vairāk uztraucas par tīkla nestabilitāti un klimata pārmaiņām, šī funkcija nodrošina konkurences priekšrocības tālākpārdošanas vērtībā, piesaistot tehnoloģiski zinošus pircējus, kuri standarta maiņstrāvas lādētāju uzskata par “mantotu tehnoloģiju”.

9.4 Automobiļu ražotāju “flagmaņa” pieredze

Augstākās klases automašīnu ražotāji sadarbojas ar līdzstrāvas uzlādes transportlīdzekļu ražotājiem, lai piedāvātu zīmola mājas uzlādes risinājumus. Kad klients iegādājas elektromobili par 150 000 ASV dolāru, automašīnu ražotājs vēlas nodrošināt, lai uzlādes pieredze atbilstu braukšanas pieredzei. Zīmola līdzstrāvas uzlādes uzlādes ierīce nodrošina saliedētu “ekosistēmu”, kas veido zīmola lojalitāti un mazina “nobraukuma traucējumus”, atvieglojot “ātruma bažas”.

9.5 “Nulles gaidīšanas” psiholoģiskā vērtība

Papildus fiziskajam ātrumam, pastāv dziļa psiholoģiska pārmaiņa tajā, kā māju īpašnieki uztver savu transportlīdzekli, kad viņiem ir līdzstrāvas uzlādes lādētājs. Ar standarta maiņstrāvas lādētāju automašīna bieži tiek uzskatīta par “trauslu” — ierīci, kurai nepieciešama pastāvīga, lēna aprūpe. Ar 25 kW līdzstrāvas lādētāju automašīna tiek uzskatīta par “pieejamu”. Tas samazina elektrotransportlīdzekļa īpašnieka kognitīvo slodzi, novēršot nepieciešamību rūpīgi plānot darījumus un braucienus. Luksusa pircējam šī garīgā skaidrība bieži vien ir visas sistēmas vērtīgākā funkcija.

10. nodaļa: Normatīvā vide un viedās uzlādes standartu nākotne

Attīstoties dzīvojamo māju līdzstrāvas uzlādes tehnoloģijai, normatīvā vide cenšas tai sekot līdzi. Pārejai no "stulbas" uzlādes uz divvirzienu līdzstrāvas mijiedarbību ir nepieciešams saskaņots noteikumu kopums, kas ietvertu automobiļu standartus, elektroinstalācijas kodeksus un komunālo pakalpojumu sakaru protokolus.

10.1 Standarts ISO 15118-20: Universālā valoda

Vissvarīgākais uzlabojums uzlādes jomā ir ISO 15118-20 standarts, ko bieži dēvē par “Plug & Charge” (pievieno un uzlādē) ar divvirzienu atbalstu. Šis protokols ļauj:

• Automātiska autentifikācija:Automašīna identificē sevi DC sienas uzlādes ierīcei, tiklīdz tā ir pievienota elektrotīklam, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc lietotnēm vai RFID kartēm.
• Dinamiska slodzes pārvaldība:Detalizēta informācija par akumulatora stāvokli, temperatūru un uzlādes vajadzībām.
• Divvirzienu atbalsts:Standarts oficiāli kodificē V2H un V2G nepieciešamo rokasspiedienu, nodrošinot, ka Ford EV var sazināties ar Wallbox uzlādes ierīci un Siemens tīkla saskarni bez saderības problēmām.

10.2 Elektroiekārtu kodeksa evolūcija: NEC un IEC

Nacionālie un starptautiskie elektroinstalācijas kodeksi tiek atjaunināti, iekļaujot tajos “līdzstrāvas mikrotīklus”.

• NEC 706. pants (Enerģijas uzkrāšanas sistēmas):Amerikas Savienotajās Valstīs Nacionālais elektrības kodekss tagad sniedz skaidrākas vadlīnijas par to, kā elektrotransportlīdzekļus uzskatīt par uzglabāšanas sistēmu. Tas ietver prasības ātrai izslēgšanai un iezemēšanai, kas līdzstrāvas sistēmām ir stingrākas nekā maiņstrāvas sistēmām.
• Drošības bloķēšanas ierīces:Līdzstrāvas uzlādes lādētājiem ir nepieciešama sarežģīta zemējuma noplūdes noteikšana un loka uzliesmojuma aizsardzība. Tā kā līdzstrāvas lokiem nav "nulles šķērsošanas" kā maiņstrāvai, tos ir grūtāk nodzēst. Mūsdienu līdzstrāvas uzlādes lādētājiem ir dublējoši elektroniski un mehāniski atvienotāji, lai nodrošinātu drošību mājokļos.

10.3 Komunālo pakalpojumu pieslēgšana un tīkla mērīšana

Komunālie uzņēmumi ir pēdējie vārtu sargi. Lai māju īpašnieks varētu izmantot V2G, komunālajiem uzņēmumiem ir jāapstiprina “starpsavienojuma līgums”.

• IEEE 1547:Šis standarts nosaka, kā izkliedēti enerģijas resursi (piemēram, ar līdzstrāvu pieslēgts elektrotransportlīdzekļa modelis) var pieslēgties tīklam. Tas nodrošina, ka tīkla darbības pārtraukuma gadījumā elektrotransportlīdzekļa modelis pārtrauc enerģijas padevi atpakaļ elektrotīklam, lai aizsargātu komunālo pakalpojumu darbiniekus (pretaizsalošanas novēršana).
• Norēķinu inovācijas:Mēs novērojam “reāllaika cenu noteikšanas” (RTP) pieaugumu. Šajā modelī līdzstrāvas sienas kārba ir finanšu instruments, kas pērk enerģiju par negatīvām cenām (kas ir izplatīta vēja intensitātē) un pārdod to atpakaļ maksimālās slodzes laikā.

11. nodaļa: Īstenošanas scenāriji — reālās pasaules gadījumu izpēte

Lai pamatotu šīs tehniskās koncepcijas realitātē, aplūkosim trīs atšķirīgus ieviešanas scenārijus, kuros līdzstrāvas sienas kastes sniedz transformējošu vērtību.

A gadījuma izpēte: Ar saules enerģiju pašpietiekama tuksneša māja (Arizona, ASV)

Iestatīšana:4000 kvadrātpēdu māja ar 15 kW jumta saules bateriju, 20 kW līdzstrāvas sienas kārbu un 100 kWh elektroautomobiļu.Problēma:Vietējam komunālajam uzņēmumam ir augstas “pieprasījuma maksas” un zems saules enerģijas eksporta kredīts.Līdzstrāvas risinājums:Mājas īpašnieks izmanto līdzstrāvas uzlādes staciju, lai uzlādētu elektromobili tieši no saules paneļiem ar 15 kW līdzstrāvas jaudu. Izvairoties no maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidošanas zudumiem un komunālo pakalpojumu "starpnieka", māja sasniedz 95% saules enerģijas pašpatēriņa. Vakara pīķa laikā (no plkst. 16:00 līdz 20:00) līdzstrāvas uzlādes stacija nodrošina 8 kW V2H atbalstu, darbinot maiņstrāvu un baseina sūkņus. Tas novērš nepieciešamību pēc 20 000 USD vērtas stacionāras akumulatoru sistēmas, ietaupot mājas īpašniekam ievērojamus līdzekļus un vienlaikus nodrošinot, ka viņa automašīna ir gatava rīta braucienam uz darbu.

B gadījuma izpēte: Luksusa daudzdzīvokļu māja (Londona, Apvienotā Karaliste)

Iestatīšana:Augstas klases dzīvokļu komplekss ar 10 autostāvvietām, katra aprīkota ar koplietojamu 50 kW līdzstrāvas barošanas skapi un atsevišķām "galvas vienībām".Problēma:Ēkas kopējais elektroenerģijas padeves apjoms ir ierobežots. 10 x 22 kW maiņstrāvas uzlādes staciju uzstādīšana prasītu milzīgu, vairākus miljonus mārciņu vērtu apakšstacijas modernizāciju.Līdzstrāvas risinājums:Ēkā tiek izmantots centralizēts līdzstrāvas barošanas avots. 10 atsevišķu maiņstrāvas iekārtu vietā sistēma dinamiski piešķir 50 kW līdzstrāvas jaudu tām automašīnām, kurām tā visvairāk nepieciešama. Tā kā līdzstrāvas uzlāde tiek pārvaldīta digitāli un ir ļoti efektīva, ēka var atbalstīt 10 elektrotransportlīdzekļus no esošā elektrotīkla. Iedzīvotāji var baudīt "konsjerža" pieredzi ar 25 kW uzlādes ātrumu, kas nav iespējams ar standarta ēkas maiņstrāvas infrastruktūru.

C piemēra izpēte: attālināta autonomā “bēgšana” (Skotijas augstiene)

Iestatīšana:Attāla namiņš, ko darbina mikrohidroturbīna un neliels vēja ģenerators.Problēma:Mikrotīkls ir trausls un nespēj tikt galā ar tradicionālo maiņstrāvas uzlādes sistēmu “ieslēgšanas strāvu”.Līdzstrāvas risinājums:Līdzstrāvas uzlādes lādētājs darbojas kā sarežģīta bufera akumulators. Tas no hidro/vēja sistēmas padod pastāvīgu, vājas strāvas līdzstrāvas plūsmu nelielā bufera akumulatorā un pēc tam nepieciešamības gadījumā “pievada” šo enerģiju elektroautomobilim ar 20 kW līdzstrāvas jaudu. Precīza līdzstrāvas lādētāja vadība novērš mikrotīkla sabrukumu, nodrošinot elektroautomobiļu īpašniekus pat visattālākajos planētas nostūros.

12. nodaļa: Tehniskās problēmas un to mazināšanas stratēģijas

Lai gan ieguvumi ir milzīgi, ceļš uz universālu līdzstrāvas uzlādi dzīvojamām mājām nav bez šķēršļiem. Šo izaicinājumu risināšana ir pašreizējās nozares pētniecības un attīstības uzmanības centrā.

12.1 Augstas frekvences troksnis un elektromagnētiskā saderība (EMS)

20 kW SiC pārveidotāja darbināšana ar 200 kHz frekvenci dzīvojamās mājas garāžā var radīt ievērojamu elektromagnētisko troksni. Ja tas nav pareizi ekranēts, šis troksnis var traucēt mājas Wi-Fi, mobilo sakaru signālus un pat pašas automašīnas sensoru komplektu.Mazināšana:Vadošie ražotāji izmanto daudzpakāpju EMI filtrus un “izkliedējošu spektru” komutāciju. Nedaudz mainot komutācijas frekvenci, nevis paliekot pie viena fiksēta maksimuma, “troksnis” tiek izkliedēts plašākā joslā, samazinot maksimālos traucējumus līdz līmenim, kas atbilst stingriem dzīvojamo māju FCC un CE standartiem.

12.2 Tīkla harmonikas un jaudas kvalitāte

Lieli līdzstrāvas lādētāji var radīt "harmonikas" atpakaļ elektriskajā panelī. Tie ir tīrā sinusoidālā signāla kropļojumi, ko nodrošina komunālais pakalpojums. Augsts harmoniskais kropļojums var izraisīt citu motoru (piemēram, ledusskapju vai veļas mazgājamo mašīnu) sakaršanu un priekšlaicīgu atteici.Mazināšana:Līdzstrāvas sienas kārbas izmanto aktīvās jaudas koeficienta korekcijas (APFC) shēmas. Šīs shēmas nodrošina, ka no tīkla saņemtā strāva ir perfekti fāzē ar spriegumu, uzturot "jaudas koeficientu" > 0,99 un saglabājot mājas kopējo harmonisko kropļojumu (TTHD) zem IEEE 519 un IEC 61000-3-2 noteiktajām robežvērtībām. Ar jaudas koeficientu virs 0,99 un THD parasti zem 5% pie pilnas slodzes, moderna SiC sienas kārba faktiski ir neto uzlabojums mājas elektroenerģijas kvalitātē: APFC priekšējā daļa tik precīzi regulē strāvas patēriņu, ka pievienotās ierīces redz tīrāku viļņu formu nekā daudzas mājsaimniecības elektronikas ierīces.

12.3 Siltuma pārvaldība dzīvojamā telpā

20 kW līdzstrāvas sienas lādētājs koncentrē ievērojamu siltuma daudzumu formā, kas paredzēta uzstādīšanai garāžā. Šeit izšķiroša ir SiC efektivitātes priekšrocība. Ar 97–98 % efektivitāti 20 kW iekārta izkliedē aptuveni 400–600 W siltuma, salīdzinot ar 1000 W vai vairāk, ko rada salīdzināms uz silīcija bāzes veidots dizains. Šī atšķirība ļauj sienas lādētājam izmantot noslēgtu, bez ventilatora dabisko konvekcijas dzesēšanu lielākajā daļā klimatisko apstākļu, novēršot visbiežāk sastopamo uzlādes aparatūras kļūmes punktu: ar putekļiem aizsērējušus ventilatorus un ar tiem saistīto troksni.

Uzstādot ierīces nekondicionētās garāžās, termiskajam apvalkam ir nozīme. Lādētāja jaudas pakāpe samazinās vienmērīgi: apkārtējās vides temperatūrai pārsniedzot 40 °C (104 °F), ierīce automātiski samazina izejas jaudu vienmērīgi, aizsargājot iekšējās sastāvdaļas un vienlaikus turpinot uzlādēt transportlīdzekli ar samazinātu ātrumu. Vadītājs vienmēr zina pašreizējo stāvokli, izmantojot pavadošo lietotni, kas ziņo gan par uzlādes jaudu, gan termisko rezervi.

12.4 Drošība, sertifikācija un visaptverošs skatījums uz mājām

Mājsaimniecības līdzstrāvas uzlādei ir nepieciešama tāda pati drošības stingrība kā komunālo pakalpojumu iekārtām. Sienas uzlādes ierīce ir aprīkota ar zemējuma īsslēguma aizsardzību, loka īsslēguma noteikšanu un “B tipa” RCD (paliekošās strāvas ierīci), kas spēj noteikt līdzstrāvas noplūdes strāvas, kuras maiņstrāvas RCD neuztver. Pārkaršanas izslēgšana, apgrieztas polaritātes aizsardzība un dublējoši kontaktori nodrošina, ka sliktākajā gadījumā atteices režīms ir droša, kontrolēta atvienošana — nekad nekontrolēta loka.

Svarīgi ir tas, ka uzlādes ierīce, izmantojot OCPP, sazinās ar mājas īpašnieka enerģijas pārvaldības sistēmu. Savienojumā ar jumta saules bateriju un mājas akumulatoru, tā var uzlādēt transportlīdzekli tikai no saules enerģijas pārpalikuma, eksportēt enerģiju uz māju (V2H) maksimālās jaudas laikā un samazināt slodzi tīkla ārkārtas situāciju laikā. Rezultāts ir viena, koordinēta enerģijas ierīce, nevis neatkarīgu ierīču kopums, un māja, kas uztur apgaismojumu ieslēgtu, kad tīkls nedarbojas.

Tikpat svarīga ir arī uzstādīšanas vienkāršība.Atsevišķa 20 kW līdzstrāvas sienas uzlādes ierīce tiek pievienota esošajam mājas panelim, izmantojot vienu trīsfāžu vai dalītu fāžu slēdzi, un lādētāja iebūvētais enerģijas skaitītājs lielākajā daļā konfigurāciju novērš nepieciešamību pēc atsevišķas CT skavas uzstādīšanas. Neatkarīgi no tā, vai ierīce tiek uzstādīta jau gatavā garāžā vai paredzēta jaunbūvei, plānā sienas stiprinājuma forma un papildu pjedestāla stiprinājums sniedz māju īpašniekiem un elektriķiem elastību, un katrai instalācijai ir CE, UL un vietējie sertifikāti, kas atvieglo atļauju saņemšanu.

Galvenie secinājumi

• APFC priekšējie gali nodrošina jaudas koeficientu virs 0,99 un harmonisko kropļojumu IEEE 519 robežās, aizsargājot sadzīves tehniku.
• SiC augstā efektivitāte nodrošina dzīvojamo māju konstrukcijas bez ventilatoriem, ar konvekcijas dzesēšanu un elegantu termisko nolietojumu.
• B tipa RCD, loka defektu noteikšana un uz OCPP balstīta enerģijas pārvaldība padara Wallbox par drošu, tīklam draudzīgu mājsaimniecības ierīci.
• V2H iespējas pārveido automašīnu par rezerves barošanas avotu, nodrošinot patiesu noturību elektroenerģijas padeves pārtraukumu laikā.

Sazinieties ar MIDA Power

MIDA Power sienas lādētāji ar līdzstrāvas uzlādes stacijām — no 20 kW līdz 60 kW — ir paredzēti dzīvojamo un mazo komerciālo ēku tirgum ar SiC jaudas pakāpēm, ISO 15118 Plug & Charge gatavību un pilnīgu atbilstību OCPP 1.6J/2.0.1 standartam. Lai saņemtu datu lapas, uzstādīšanas rokasgrāmatas vai cenu piedāvājumu savam projektam, sazinieties ar mūsu pārdošanas komandu. Mūsu inženieri palīdzēs jums noteikt pareizo sienas lādētāja izmēru atbilstoši jūsu paneļu jaudai, saules paneļu masīvam un mājas akumulatora konfigurācijai.