شارژ پنل های خورشیدی EV: تعداد پنل هایی که نیاز دارید و راهنمای راه اندازی کامل

چرا پنل های خورشیدی و خودروهای الکتریکی یک جفت عالی هستند؟

شارژ یک وسیله نقلیه الکتریکی با خورشیدی خانگی تقریباً 235 دلار در سال هزینه دارد که کمتر از یک سوم هزینه ای است که یک خانواده متوسط آمریکایی برای بنزین خرج می کند. ریاضی ساده است: هنگامی که ظرفیت تولید را در اختیار دارید، هر مایل رانده شده در آفتاب یک مایل است که توان شبکه یا گاز نمی تواند آن را لمس کند. جفت کردن پنل های خورشیدی با شارژ EV همچنین قیمت سوخت حمل و نقل شما را به مدت 25 سال یا بیشتر کاهش می دهد و شما را از افزایش نرخ برق و بازارهای نفت بی ثبات محافظت می کند.

فراتر از پرونده مالی، بازده زیست محیطی آنی است. یک سدان بنزینی معمولی سالانه حدود 4.6 تن CO2 منتشر می کند. یک خودروی برقی شارژ شده از شبکه همچنان انتشار گازهای گلخانه ای بالادستی به طور متوسط ​​2200 پوند CO2 در سال در سراسر کشور دارد. EV را به آرایه خورشیدی اختصاصی تغییر دهید و انتشار گازهای خروجی عملیاتی به صفر می رسد، در حالی که انتشارات تولید چرخه عمر بدون تغییر باقی می ماند. این ترکیب اغلب واجد شرایط دریافت 30٪ اعتبار مالیات سرمایه گذاری فدرال (ITC) در منظومه شمسی است و بسیاری از ایالت ها مشوق هایی را برای نصب شارژر EV اضافه می کنند.

این ارقام مصرف انرژی کارآمد را فرض می‌کنند، اما گزاره اصلی را نشان می‌دهند: شارژ EV خورشیدی کم‌هزینه‌ترین گزینه سوختی است که امروزه برای صاحبان خانه در دسترس است. برای نصاب‌ها، این جفت شدن یک داستان فروش قانع‌کننده ایجاد می‌کند که دو محصول پرفروش را در کنار هم قرار می‌دهد و میانگین اندازه معامله را افزایش می‌دهد.

برای شارژ یک خودروی الکتریکی به چند پنل خورشیدی نیاز دارید؟

تعداد پنل‌های خورشیدی بستگی به مسافتی که رانندگی می‌کنید، راندمان خودروی الکتریکی شما و ساعات اوج خورشید محلی دارد. با یک فرمول ساده شروع کنید: مسافت روزانه رانندگی (مایل) ÷ راندمان وسیله نقلیه (مایل/کیلووات ساعت) = کیلووات ساعت مورد نیاز روزانه. سپس آن را بر خروجی روزانه یک پانل (وات پانل × ساعات اوج خورشید ÷ 1000) تقسیم کنید. اکثر مکان‌های ایالات متحده 4 تا 5 ساعت اوج نور خورشید را دریافت می‌کنند و پانل‌های مسکونی مدرن 400 وات تقریباً 1.6 کیلووات ساعت در هر پانل در روز تحت شرایط متوسط ​​ارائه می‌کنند.

یک مسافر آمریکایی که هر روز 40 مایل را با خودرویی که سرعت 3.5 مایل در هر کیلووات ساعت را طی می کند، روزانه حدود 11.4 کیلووات ساعت مصرف می کند. با تقسیم آن بر 1.6 کیلووات ساعت، 7.1 پنل به دست می آید. تا 8 پانل گرد کنید تا تلفات اینورتر و تغییرات فصلی را پوشش دهد. جدول زیر تعداد پنل‌های مدل‌های پرطرفدار EV را بر اساس استفاده معمولی روزانه نشان می‌دهد، نه شارژ کامل 0 تا 100 درصدی هر روز.

اگر قبلاً یک آرایه خورشیدی دارید، قبل از اضافه کردن پانل‌ها، تولید مازاد خود را بررسی کنید. بسیاری از خانه‌ها 30 تا 50 درصد بیشتر از میزان مصرف خود در تابستان تولید می‌کنند، که فضای سر برای شارژر سطح 2 بدون ارتقای سیستم ایجاد می‌کند. برای نصب‌های جدید، افزودن 6 تا 8 پانل اضافی به یک سیستم مسکونی معمولی 8 کیلوواتی معمولاً تقاضای سالانه خودروهای برقی مسافران را پوشش می‌دهد.

تجهیزات ضروری برای شارژ خودروهای برقی خورشیدی

یک سیستم شارژ EV خورشیدی کاربردی به چهار جزء اصلی نیاز دارد: پانل‌های فتوولتائیک، یک اینورتر با قابلیت مدیریت بار، یک واحد ذخیره باتری اختیاری و خود ایستگاه شارژ. یک اشتباه رایج این است که این موارد را به عنوان اقلام مستقل در نظر بگیرید. سازگاری آن‌ها تعیین می‌کند که آیا سیستم می‌تواند انرژی خورشیدی خود مصرفی را اولویت‌بندی کند، زمان‌بندی شارژ در زمان اوج تولید را تعیین کند و از خروج از شبکه در زمانی که تعرفه‌ها بالا هستند اجتناب کند.

اینورتر مغز عملیات است. اینورترهای هیبریدی با چندین ردیاب نقطه حداکثر توان (MPPT) به شما امکان می‌دهند تا رشته‌های خورشیدی جداگانه را متصل کرده و به صورت دینامیکی برق را به خانه، باتری و EV هدایت کنید. به دنبال واحدهایی باشید که از حالت‌های پاسخگویی تقاضا پشتیبانی می‌کنند و منطق شارژ EV را اختصاص داده‌اند. جفت کردن یک اینورتر هیبریدی با a شارژر AC EV 7 کیلو واتی اطمینان حاصل می کند که خودرو می تواند تولید خورشیدی اضافی را بدون تجاوز از خروجی نامی اینورتر جذب کند.

یک سیستم ذخیره سازی باتری لایه دیگری از انعطاف پذیری را اضافه می کند. زمانی که تولید خورشیدی بیش از تقاضای خودرو باشد، انرژی مازاد را می توان برای شارژ یک شبه ذخیره کرد. باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP) با ظرفیت قابل استفاده 10-15 کیلووات ساعت برای یک EV به خوبی کار می کنند. خانوارهای بزرگتر ممکن است چندین ماژول را روی هم بگذارند. چک لیست نصب کننده باید شامل موارد زیر باشد:

• سازگاری تعداد MPPT اینورتر و اندازه رشته با پانل های خورشیدی انتخاب شده
• پشتیبانی از پروتکل شارژر - شارژرهای دارای OCPP امکان مدیریت بار مبتنی بر ابر و یکپارچه‌سازی ابزار را فراهم می‌کنند.
• راندمان رفت و برگشت باتری (≥95٪ ترجیح داده می شود) و عمر چرخه در 80٪ عمق دشارژ
• الزامات اتصال به شبکه، به ویژه اگر صادرات به شبکه تحت اندازه گیری خالص انجام شود
• فضای فیزیکی برای شارژر سطح 2 در فاصله 25 فوتی خودرو، ترجیحاً در مدار اختصاصی 40 آمپر

برای حداکثر مصرف خود، یک شارژر هوشمند می تواند جریان شارژ را در زمان واقعی بر اساس تله متری اینورتر خورشیدی تعدیل کند. برخی از سیستم‌ها حتی اجازه تنظیم حالت «فقط خورشیدی» را می‌دهند، که در آن خودرو الکتریکی منحصراً از انرژی خورشیدی اضافی شارژ می‌شود.

شارژ AC در مقابل DC: کدام یک با خورشیدی بهتر کار می کند؟

شارژ AC سطح 2 (3.3-19.2 کیلو وات) راه حل عملی خانگی است. این به طور یکپارچه با اینورترهای خورشیدی تک فاز مسکونی ادغام می شود و می توان آن را مطابق با ساعات اوج خورشید برنامه ریزی کرد. یک شارژر AC 7 کیلوواتی تقریباً 25 مایل در ساعت برد می‌افزاید و نیازهای رفت و آمد روزانه را در طول یک پنجره خورشیدی معمولی 4 ساعته پوشش می‌دهد. از طرف دیگر، شارژ سریع DC با 30 کیلووات تا 350 کیلووات کار می کند و تقریباً همیشه به یک اتصال تجاری سه فاز و بافر باتری قابل توجهی نیاز دارد.

برای تاسیسات مسکونی، AC سطح 2 برنده واضح هزینه و سازگاری است. جدول زیر تفاوت های کلیدی را نشان می دهد. حتی زمانی که صاحب خانه دارای یک آرایه خورشیدی بزرگ است، شارژر DC چندان منطقی به نظر نمی رسد - هزینه های اتصال برق، ارتقاء ترانسفورماتور و نیاز باتری به سرعت هر مزیت سرعت را پاک می کند.

پانل های خورشیدی قابل حمل - اغلب واحدهای تاشو 200 تا 400 وات - می توانند باتری 12 ولتی را به صورت قطره ای شارژ کنند یا یک نیروگاه کوچک قابل حمل را تغذیه کنند، اما نمی توانند مستقیماً یک EV را با هر سرعت معنی داری شارژ کنند. یک پنل 400 واتی در نور ایده آل خورشید حدود 1.5 مایل در ساعت به برد می افزاید. برای شارژهای اضطراری، یک کیت خورشیدی تاشو همراه با یک نیروگاه قابل حمل قابل استفاده است، اما برای رانندگی معمولی، یک آرایه دائمی غیرقابل مذاکره است.

گام به گام: چگونه یک سیستم شارژ خورشیدی برقی را راه اندازی کنیم

یک نصب مسکونی از یک توالی واضح پیروی می کند. با تجزیه و تحلیل بار شروع کنید، آرایه خورشیدی را با مصرف خانگی و خودرو مطابقت دهید، سخت افزار اینورتر و شارژر را انتخاب کنید، مجوزهای ایمن را انتخاب کنید و سیستم را با منطق شارژ با اولویت خورشیدی راه اندازی کنید. هر مرحله زیر بر تجربه نصب کننده در دنیای واقعی استوار است.

1. تقاضای انرژی را ارزیابی کنید. مجموع مصرف سالانه کیلووات ساعت خانه شما از قبض های آب و برق، سپس مصرف تخمینی سالانه EV (مایل سالانه ÷ مایل/کیلووات ساعت) را اضافه کنید. این را با فضای موجود در سقف یا روی زمین با 15 تا 18 وات بر فوت مربع مقایسه کنید. این گام اول اغلب نشان می دهد که جفت شدن انرژی خورشیدی با شارژ EV به اندازه سیستم 8 تا 14 کیلو وات نیاز دارد.
2. یک اینورتر هیبریدی با مدیریت بار EV-Capable انتخاب کنید. اینورترهایی که از نظارت بر مصرف در محل پشتیبانی می‌کنند می‌توانند نیروی اضافی را از طریق Modbus یا سیگنال‌های تماس خشک به شارژر هدایت کنند. این امر از صادرات خورشیدی ارزان به شبکه جلوگیری می‌کند تا بعداً آن را با قیمت خرده‌فروشی دوباره بخرد.
3. یک شارژر EV سازگار انتخاب کنید. A شارژر AC 22 کیلوواتی ممکن است برای یک مسافر تنها زیاده روی کند اما برای خانوارهای چند برقی مفید باشد. اگر قصد شرکت در برنامه‌های پاسخگویی به تقاضای ابزار را دارید، مطمئن شوید که شارژر از OCPP پشتیبانی می‌کند.
4. اندازه ذخیره سازی باتری برای شارژ عصر. اگر برق خارج از پیک گران است یا فاقد اندازه گیری خالص هستید، یک بانک باتری 10 تا 20 کیلووات ساعتی خورشیدی بعدازظهر را می گیرد و آن را یک شبه آزاد می کند. شیمی فسفات آهن لیتیوم 6000 چرخه را در عمق 80 درصد تخلیه ارائه می دهد که با عمر 10 ساله شارژر همخوانی دارد.
5. کمیسیون با تنظیمات اولویت خورشیدی. در طول راه‌اندازی، پنجره‌های شارژی را تعریف کنید که با ساعات اوج آفتاب محلی هماهنگ باشند. بسیاری از شارژرهای هوشمند به شما این امکان را می دهند که قبل از شروع شارژ، حداقل آستانه مازاد را تعیین کنید - برای مثال، فقط زمانی شارژ کنید که صادرات خورشیدی بیش از 1.5 کیلو وات برای 5 دقیقه متوالی باشد.

یکی از جزئیاتی که اغلب نادیده گرفته می‌شود: نرخ پذیرش شارژر EV. حتی اگر شارژر برای 11 کیلو وات رتبه بندی شده باشد، بسیاری از خودروهای برقی سطح مبتدی شارژ AC را روی 7.2 کیلو وات می گذارند. سایز کردن سیستم به حداکثر نرخ خودرو از بزرگ شدن غیر ضروری اینورتر جلوگیری می کند.

تجزیه و تحلیل هزینه: شارژ EV خورشیدی در مقابل شارژ شبکه در مقابل بنزین

دوره بازپرداخت برای یک سیستم خورشیدی پلاس EV به شدت به نرخ برق محلی، قیمت سوخت و مشوق های موجود بستگی دارد. برای یک صاحب خانه در کالیفرنیا که به ازای هر کیلووات ساعت 0.32 دلار می پردازد، نصب یک آرایه خورشیدی اختصاصی 2 کیلوواتی (5 پنل) برای شارژ EV می تواند در کمتر از 4 سال در مقایسه با شارژ شبکه و کمتر از 2 سال در مقایسه با بنزین هزینه پرداخت کند. ITC هزینه اولیه خورشیدی را تا 30٪ کاهش می دهد و بسیاری از شرکت ها تخفیف های اضافی را برای شارژرهای سطح 2 ارائه می دهند.

تجزیه و تحلیل کل هزینه مالکیت 5 ساله تفاوت را روشن می کند. این سناریو 13500 مایل در سال، یک ماشین بنزینی 40 مایل در هر کیلوگرم، برق شبکه 0.15 دلار در هر کیلووات ساعت و یک افزودنی خورشیدی 2.4 کیلووات با هزینه 3120 دلار قبل از اعتبار مالیاتی را در نظر می گیرد. همه هزینه ها برای سادگی بدون تخفیف هستند.

اعداد و ارقام زمانی که نرخ‌های آب و برق سالانه 3 تا 5 درصد افزایش می‌یابد چشمگیرتر می‌شوند. LCOE خورشیدی ثابت می ماند. برای ناوگان تجاری، هزینه اجتناب‌شده دیزل و کاهش هزینه تقاضا از تولید در محل اغلب بازده بازگشت سرمایه را به کمتر از 5 سال، حتی بدون یارانه، می‌رساند.

شارژ EV خورشیدی تجاری: راهنمای نصب کنندگان

انبارهای ناوگان، پارکینگ‌های خرده‌فروشی، و مراکز تدارکات در حال استفاده از شارژ سریع DC با انرژی خورشیدی با یک کلیپ سریع هستند. یک سایبان خورشیدی 100 کیلوواتی با طراحی خوب همراه با پنج شارژر دو پورت 120 کیلوواتی می‌تواند همزمان به 10 وسیله نقلیه خدمات رسانی کند و هزینه‌های تقاضا را کاهش دهد و در صورت وجود اعتبار انرژی تجدیدپذیر خورشیدی (SREC) ایجاد کند. جدول زیر یک پیکربندی پایه برای سایتی را نشان می دهد که روزانه 30 خودروی برقی سبک سوخت گیری می کند.

با درآمد ترکیبی 0.30 دلار در کیلووات ساعت از رانندگان و اجتناب از هزینه های تقاضای 2000 دلار در ماه، این سیستم می تواند سالانه 85000 دلار پس انداز خالص و درآمد ایجاد کند. با فاکتور گرفتن 10٪ اعتبار مالیاتی سرمایه گذاری و استهلاک MACRS، بازپرداخت ساده به 4.2 سال کاهش می یابد. پس از آن، انرژی تقریباً برای چندین دهه رایگان است. فعال‌کننده فنی کلیدی انطباق با OCPP است که به اپراتور سایت اجازه می‌دهد خروجی شارژر را بر اساس در دسترس بودن خورشیدی بلادرنگ و وضعیت شارژ باتری کاهش دهد. نصب‌کنندگانی که می‌توانند یک بسته کاملاً یکپارچه ذخیره‌سازی و شارژ خورشیدی ارائه دهند، بازاری را به دست می‌آورند که فروشندگان شارژرهای برقی سنتی معمولاً آن را از دست می‌دهند.

برای کاربردهای متوسط ​​مانند زمین‌های شهری یا محوطه‌های دانشگاهی، یک نسخه کوچک شده با آرایه 50 کیلوواتی و دو شارژر 60 کیلوواتی بازدهی مشابهی را به دست می‌آورد در حالی که پیچیدگی اتصال را کاهش می‌دهد. وجه مشترک در تمام پروژه های تجاری جفت شدن پنل های خورشیدی mono-PERC با راندمان بالا است، مانند پانل های خورشیدی از LONGi Solar با شارژرهای DC مدولار که با افزایش تقاضای ناوگان قابل افزایش هستند.