Punjač za električni automobil kod kuće, koja snaga je prava i kako se puni viškom struje iz solarne elektrane

Zašto se električni automobil ne puni iz obične utičnice

Skoro svako vozilo dobije uz sebe kabl sa običnim šuko utikačem i on zaista radi, ali je namenjen za nuždu, a ne za svakodnevno punjenje. Taj kabl vuče struju od otprilike deset ampera, dakle oko dva kilovata, što znači da se prosečna baterija od šezdeset kilovat časova puni više od trideset sati, i to samo ako je bila prazna. Mnogo veći problem je što se obična kućna utičnica i njena instalacija nikada nisu projektovale za opterećenje koje traje deset i više sati bez prekida. U praksi se to vidi kroz zagrevanje utičnice, topljenje plastike, oksidaciju kontakata i, u najgorem slučaju, kroz požar. Produžni kablovi i višestruke utičnice u toj priči su posebno opasni, jer se na njima gubi napon i stvara dodatna toplota. Zbog svega toga se za redovno punjenje ugrađuje namenski zidni punjač sa sopstvenim strujnim krugom, sopstvenom zaštitom i kablom odgovarajućeg preseka, koji ide direktno od razvodne table do mesta parkiranja.

Koja snaga punjača ima smisla za kuću

Snaga se bira po tri stvari, dakle po tome šta vozilo može da primi, koliko struje kuća ima na raspolaganju i koliko kilometara dnevno zaista prelazite. Kod monofaznog priključka realne opcije su punjači od oko tri i po kilovata i od sedam i po kilovata, dok trofazni priključak otvara varijante od jedanaest i dvadeset dva kilovata. Ovde postoji detalj koji mnogi previde, jer brzinu punjenja ograničava punjač ugrađen u samo vozilo, a ne zidni uređaj. Veliki broj električnih automobila prima najviše jedanaest kilovata naizmenične struje, a dobar deo modela samo sedam i po, pa punjač od dvadeset dva kilovata kod takvog vozila neće puniti ni minut brže, a koštaće više i tražiće jaču instalaciju. Praktična računica izgleda ovako, punjač od sedam i po kilovata za osam sati noći ubaci oko šezdeset kilovat časova, što je za većinu vozila puna baterija i nekoliko stotina kilometara vožnje. Zbog toga je za domaćinstvo koje prelazi do stotinu kilometara dnevno punjač od sedam i po kilovata potpuno dovoljan, dok jedanaest kilovata ima smisla kod trofaznog priključka, dva vozila u kući ili velike dnevne kilometraže.

Šta znači priključna snaga i zašto ona odlučuje pre svega ostalog

Pre nego što se bira model punjača, proverava se koliko struje uopšte ima na kućnom priključku. Najveći broj starijih domaćinstava u Srbiji ima monofazni priključak sa glavnim osiguračem koji ograničava ukupnu potrošnju, a punjač od sedam i po kilovata sam po sebi troši trideset dva ampera, dakle skoro sve što taj priključak može da da. To znači da bi uključivanje bojlera, šporeta ili klime tokom punjenja izbacilo glavni osigurač i ostavilo kuću bez struje. Rešenje postoji i vrlo je elegantno, a zove se dinamičko upravljanje opterećenjem, gde se na glavni dovod postavlja merni uređaj koji stalno prati ukupnu potrošnju kuće i u realnom vremenu smanjuje ili povećava struju punjenja. Kada uključite šporet, punjač automatski uspori, a kada se šporet ugasi, punjač se vrati na punu snagu. Bez te funkcije jedina alternativa je da se punjač trajno ograniči na nižu struju ili da se traži povećanje odobrene snage i prelazak na trofazni priključak, što je poseban postupak kod distribucije i zahteva vreme i troškove.

Koja zaštita je obavezna i zašto se na njoj ne štedi

Punjenje vozila je specifično po tome što traje dugo, radi noću, često napolju i pod uticajem vlage, i pri tome kroz kabl teče velika struja bez prekida. Zbog toga se za punjač uvek izvodi poseban strujni krug sa sopstvenim automatskim osiguračem i zaštitnom strujnom sklopkom, a nikada se ne kači na postojeći krug za utičnice. Kod zaštitne sklopke postoji važan detalj koji laik ne može znati, jer vozilo u kvaru može propustiti istosmernu komponentu struje koja običnu sklopku zaslepi i onemogući je da odradi svoj posao. Zato se koristi ili sklopka koja prepoznaje i tu vrstu struje, ili punjač koji tu zaštitu ima ugrađenu u sebe, uz odgovarajuću sklopku ispred njega. Uz to se pazi na presek kabla, koji se bira prema struji i prema dužini trase, jer na dužim rastojanjima do garaže ili do dvorišta dolazi do pada napona. Sve to zajedno je razlog zbog koga se punjač ne ugrađuje improvizovano, nego se radi kao mala električna instalacija sa proračunom i sa dokumentacijom.

Kako se punjač povezuje sa solarnom elektranom

Ovo je deo gde punjač i solarna elektrana zajedno daju najveću vrednost, jer se vozilo pretvara u najveći potrošač koji možete da napunite sopstvenom strujom. Suština je u tome da elektrana tokom dana proizvodi promenljivo, dakle jednog trenutka pet kilovata, a već posle oblaka dva, dok kuća u isto vreme troši nešto od toga. Pametan punjač zna koliko struje odlazi u mrežu, dakle koliko je stvarni višak, i modulira snagu punjenja tako da koristi tačno taj višak, umesto da uzima struju iz mreže. Kada sunce jače zagreje, punjač poveća struju, a kada se zamrači, spusti je ili privremeno stane. Postoji jedna tehnička granica koju vredi znati, jer standard za punjenje ne dozvoljava struju manju od šest ampera po fazi, što kod monofaznog punjenja znači oko hiljadu četiristo vati, pa ako je višak manji od toga, punjenje se ne može održati. Kod trofaznih punjača postoje modeli koji umeju da se prebace sa tri faze na jednu kada je višak mali, čime se prag spušta i sunčeva struja iskoristi i u slabijim danima.

Zašto se automobil isplati puniti danju, a ne noću

Kod klasičnog domaćinstva bez solara logika je jednostavna, dakle puni se noću po jeftinijoj tarifi. Kod kuće sa solarnom elektranom ta logika se okreće naglavačke, jer je struja koju sami proizvedete uvek najjeftinija koju možete dobiti. Kada višak pošaljete u mrežu, on se vrednuje po pravilima koja važe za status kupca proizvođača, a kada tu istu struju kasnije uzmete nazad, plaćate je sa svim pratećim stavkama na računu. Zbog toga svaki kilovat čas koji potrošite u trenutku dok ga proizvodite vredi više od kilovat časa koji predate mreži. Praktično to znači da se za domaćinstvo sa solarima isplati da se vozilo puni u periodu od otprilike deset do šesnaest sati, kada je proizvodnja najjača. Za ljude koji rade van kuće ovo zvuči nemoguće, ali u praksi se rešava vikendom, radom od kuće i drugim vozilom u domaćinstvu, a kod porodica sa dva automobila često se jedno vozilo namerno pretvori u onaj koji se puni danju.

Gde se punjač postavlja i koje sitnice se često previde

Mesto se bira po tome gde vozilo stvarno stoji, a ne po tome gde je najlakše dovesti kabl. Punjač se montira na visinu od otprilike sto do sto trideset centimetara, tako da se kabl ne vuče po podu i ne gazi, i po mogućstvu sa strane sa koje je priključak na vozilu. Ako je punjač napolju, traži se odgovarajući stepen zaštite od vode i prašine, kao i zaklon od direktnog sunca, jer se elektronika na letnjoj vrelini greje i ume da smanji snagu punjenja. Dužina kabla se planira tako da dosegne priključak i kada vozilo stoji malo drugačije nego obično, ali se ne uzima nepotrebno dug kabl, jer se teško slaže i brže oštećuje. Vredi razmisliti i o zaključavanju punjača ili o pristupu preko kartice ili aplikacije, naročito u zajedničkim dvorištima i kod zgrada. Na kraju, ako se planira drugo vozilo ili solarna elektrana kasnije, kabl se odmah povlači sa rezervom u preseku i ostavlja se mesto u razvodnoj tabli, jer je dodavanje kasnije znatno skuplje od male rezerve na početku.

Koliko punjenje električnog automobila zaista košta

Računica je jednostavnija nego što izgleda i vredi je uraditi pre kupovine vozila. Prosečan električni automobil troši između petnaest i dvadeset kilovat časova na sto kilometara, u zavisnosti od modela, brzine, godišnjeg doba i načina vožnje. Ako se puni iz mreže, cena tih kilometara zavisi od tarife, a ako se puni sopstvenom strujom sa krova, cena se svodi na udeo u investiciji u elektranu, koja se u proseku vraća kroz nekoliko godina i posle toga daje struju praktično bez troška. Zimi treba računati na veću potrošnju, jer grejanje kabine i hladna baterija podižu potrošnju i za trećinu, što je normalno i nije znak kvara. Uz to se u računicu ulazi i gubitak u samom punjenju, jer se deo energije pretvori u toplotu, pa se u proseku računa da u bateriju stigne oko devedeset odsto onoga što punjač povuče. Sve zajedno, punjenje kod kuće je znatno jeftinije od punjenja na javnim brzim punjačima, koji se koriste za putovanja i za nuždu, a ne kao svakodnevno rešenje.

Šta električni automobil znači za dimenzionisanje solarne elektrane

Ako se vozilo kupuje pre ili posle elektrane, računicu treba spojiti, jer automobil menja profil potrošnje kuće više od bilo kog kućnog aparata. Vozilo koje pređe petnaest hiljada kilometara godišnje potroši između dve i po i tri hiljade kilovat časova, što je za mnoga domaćinstva skoro dupliranje dosadašnje godišnje potrošnje struje. To znači da elektrana koja bi bez automobila bila sasvim dovoljna, sa automobilom postaje mala, pa se ili predviđa veća snaga od početka, ili se ostavlja tehnička mogućnost proširenja. Kod proširenja je bitno da invertor ima rezervu u snazi i slobodan ulaz za dodatni niz panela, jer se u suprotnom mora menjati i uređaj. Isto tako se planira i mesto na krovu, jer se često ispostavi da je najbolja površina već popunjena, a ostatak krova ima lošiju orijentaciju. Kada se sve to uzme u obzir na početku, dodavanje vozila kasnije se svede na povezivanje punjača, umesto na ponovno projektovanje celog sistema.

Da li punjač može da radi kada nema struje iz mreže

Ovo pitanje se javlja kod svih koji imaju ili planiraju bateriju, i odgovor je da može, ali samo pod određenim uslovima. Obična solarna elektrana bez baterije se pri nestanku struje automatski isključuje, iz bezbednosnih razloga, kako se ne bi slala struja u mrežu na kojoj rade ekipe, pa tada ni punjač ne radi. Kod sistema sa hibridnim invertorom i baterijom, deo instalacije se izdvaja kao rezervno napajanje i on radi i kada mreže nema. Punjenje automobila u tom režimu je moguće, ali je pitanje da li je pametno, jer prosečna kućna baterija ima kapacitet koji je često manji od baterije u samom automobilu, pa bi jedno punjenje vozila ispraznilo celu rezervu koja je namenjena osvetljenju, frižideru i grejanju. Zbog toga se u praksi punjač najčešće isključuje iz rezervnog kruga ili se ograniči na minimalnu struju. Ako je cilj da vozilo bude izvor rezerve za kuću, tu postoji i tehnologija koja to omogućava u suprotnom smeru, ali ona traži i vozilo i punjač koji je podržavaju, pa se ta mogućnost proverava pre kupovine oba uređaja.

Koje greške se najčešće prave pri ugradnji punjača

Prva i najskuplja greška je da se punjač kupi pre nego što se proveri instalacija, pa se ispostavi da kuća nema dovoljnu snagu ili da trasa do garaže traži znatno jači kabl nego što je predviđeno. Druga je vezivanje punjača na postojeći krug utičnica, čime se ugrožava cela instalacija. Treća je izbor punjača bez mogućnosti upravljanja i merenja, koji radi samo na jednu snagu, jer se time gubi i zaštita od preopterećenja i mogućnost punjenja viškom iz solara. Četvrta je postavljanje punjača na mesto koje odgovara instalateru, a ne vozilu, pa se kabl svakodnevno provlači ispod vozila ili preko prolaza. Peta je zanemarivanje dokumentacije, jer se kod prodaje kuće, kod osiguranja i kod svake kasnije intervencije traži da se zna šta je i kako izvedeno. Ove greške se sve rešavaju jednim potezom, dakle izlaskom na teren i pregledom pre kupovine opreme, gde se za pola sata vidi šta instalacija dozvoljava i koje rešenje ima smisla.

Kako izgleda dobar plan od ideje do prvog punjenja

Redosled koji funkcioniše u praksi je jednostavan. Prvo se utvrdi kakvo je stanje na terenu, dakle koliki je priključak, gde je razvodna tabla, koliko je udaljeno mesto parkiranja i kakva je trasa. Zatim se proveri šta vozilo prima, jer se prema tome bira snaga punjača, pa se odluči da li je potrebno dinamičko upravljanje opterećenjem. Posle toga se bira model, uz obavezno pitanje da li podržava punjenje viškom iz solarne elektrane i da li se povezuje sa postojećim invertorom. Sledi ugradnja sa posebnim strujnim krugom i odgovarajućom zaštitom, pa provera i puštanje u rad, gde se meri stvarna struja i proverava kako sistem reaguje kada se uključe veliki potrošači u kući. Na kraju se podese scenariji punjenja, dakle noćni režim za dane kada je potrebno brzo napuniti i solarni režim za dane kada vozilo stoji kod kuće. Kada je to jednom podešeno, punjenje postaje potpuno neprimetno, jer se vozilo priključi uveče ili ujutru, a sistem sam odlučuje kada i kojom snagom da puni.