Caricabatterie per auto elettrica ad energia solare: dimensioni del pannello, conservazione della batteria e scelta del caricabatterie

Un’auto elettrica da 60 kWh parcheggiata accanto a un impianto sul tetto da 6 kW sembra l’abbinamento perfetto. In pratica, la sera la maggior parte dei proprietari ricarica ancora dalla rete perché la wallbox è dimensionata per l'auto e non per l'impianto solare. Un caricabatterie per auto elettriche ad energia solare è una decisione di sistema, non un acquisto di hardware : i pannelli, la batteria di accumulo e la potenza di ricarica devono corrispondere. La logica è abbastanza semplice da poter essere verificata con alcuni calcoli prima di spendere soldi, e questo articolo esamina esattamente questi calcoli.

Cos'è in realtà un caricabatterie per veicoli elettrici ad energia solare

Un caricabatterie per auto elettrica ad energia solare non è un singolo elettrodomestico. Si tratta di una catena di apparecchiature: i pannelli fotovoltaici generano elettricità CC, un inverter solare la converte in corrente alternata domestica, una batteria domestica immagazzina l’energia in eccesso e una pila di ricarica per veicoli elettrici fornisce quell’energia all’auto quando necessario. L'unità montata a parete è tecnicamente un EVSE (apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici) piuttosto che un caricabatterie, poiché la conversione CA-CC avviene all'interno del caricabatterie di bordo del veicolo. Questa distinzione è importante quando si confrontano i prodotti: le specifiche della pila di ricarica sono la parte meno interessante del sistema.

Esistono caricabatterie solari portatili, ma risolvono un problema diverso. Un pannello pieghevole da 200 W produce circa 1 kWh in una giornata limpida, ovvero circa 5 km di guida per un veicolo elettrico medio. L'unico modo pratico per far funzionare un'auto con l'energia solare è un array fisso combinato con una wall box, quindi il resto di questa guida si concentra su quella configurazione.

Le prime due architetture ti danno il controllo diretto sulla quota solare della tua ricarica. Il terzo è popolare nei mercati dello scambio sul posto, ma in realtà non alimenta l’auto dai pannelli in tempo reale.

Dimensionamento di pannelli, stoccaggio e velocità di addebito allo stesso obiettivo

Cominciamo da quello che consuma l’auto, non dal caricabatteria. Un tipico veicolo elettrico consuma circa 15-20 kWh per 100 km. Quella singola cifra guida ogni altra decisione nel sistema.

• Per percorrere 15.000 km all'anno a 18 kWh per 100 km, l'auto necessita di circa 2.700 kWh all'anno.
• Nell'Europa centrale e settentrionale, un kWp di fotovoltaico produce circa 900-1.100 kWh all'anno, quindi circa 3 kWp di pannelli coprono l'intero consumo annuo dell'auto.
• Se la casa è già dotata di energia solare, la domanda che resta è quanta di quella produzione coincide con le ore in cui l’auto è collegata alla corrente.

Le perdite di carica complicano leggermente l’aritmetica. Una tipica sessione di ricarica CA perde dal 5 al 10% dell'energia durante la conversione e il riscaldamento del cavo, quindi la cifra annuale di 2.700 kWh si traduce in circa 2.900-3.000 kWh prelevati dal sistema solare o dalla rete. Il dimensionamento dei pannelli dovrebbe quindi includere un piccolo margine di circa il 10%.

Quanta batteria ti serve effettivamente

Lo stoccaggio cambia il calcolo. Una batteria utilizzabile da 10 kWh copre circa 50-70 km di ricarica serale, sufficiente per la maggior parte degli spostamenti quotidiani. Senza accumulo, una wallbox può utilizzare solo il surplus solare esistente al momento esatto della ricarica, quindi un'auto collegata alla presa di corrente alle 18:00 quasi sicuramente assorbirà energia dalla rete anche dopo una giornata di sole.

Per un pacchetto residenziale completo, un sistema come il Kit fotovoltaico da 8 kW con accumulo da 10 kWh copre sia la generazione che il buffer richiesti da una configurazione di ricarica di veicoli elettrici. Il kit alimenta anche i carichi domestici, quindi il caricabatterie attinge dal surplus condiviso anziché aver bisogno di un proprio array dedicato.

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Adeguamento del caricabatterie alla capacità di generazione

La potenza del caricabatterie dovrebbe corrispondere a quella dell'array e della batteria, non al tasso di accettazione massimo dell'auto. Un caricabatterie da 7,3 kW necessita che il sistema sostenga una potenza costante di 7,3 kW. Un array da 5 kWp con una batteria da 10 kWh scarica il suo buffer in circa 80 minuti a questa velocità prima che l'energia della rete prenda il sopravvento. Ciò è accettabile se si ricarica durante i picchi solari di mezzogiorno; diventa un difetto di progettazione se si prevede che la wall box funzioni a piena velocità da un piccolo array.

Per una guida dettagliata con esempi pratici per diverse dimensioni di auto e chilometraggio annuale, consulta la nostra guida su quanti pannelli solari sono necessari per la ricarica dei veicoli elettrici .

Scelta del caricabatterie per veicoli elettrici: livelli di potenza CA e opzioni di connettore

Gli impianti solari domestici utilizzano pile di ricarica CA, non caricabatterie rapidi CC. Le opzioni pratiche sono 7,3 kW su un collegamento monofase e 11 kW o 22 kW su un collegamento trifase. I pali DC da 30 kW in su appartengono alle stazioni pubbliche e ai depositi commerciali; collegarne uno a una casa aggiunge perdite e costi di conversione e raramente fa caricare l'auto più velocemente perché il caricabatterie di bordo stabilisce comunque il limite.

Nell’ambito della ricarica CA, la distinzione tra spina e presa è più importante di quanto la maggior parte degli acquirenti si aspetti. Una versione con spina mantiene un cavo collegato alla pila, quindi il conducente collega solo un'estremità all'auto. Una versione con presa richiede che il conducente porti con sé il proprio cavo, adatto alle famiglie con due auto che utilizzano standard di connettori diversi.

Per una tipica famiglia con un'auto singola, il Caricabatterie per veicoli elettrici domestici da 7,3 kW con presa di ricarica copre la stragrande maggioranza degli scenari notturni e di mezzogiorno e funziona sulla maggior parte delle connessioni monofase esistenti. Se la casa dispone già di un'alimentazione trifase e l'impianto solare esporta regolarmente surplus durante il giorno, il Caricabatterie per veicoli elettrici da 11 kW con spina di tipo 2 riduce il tempo di ricarica di un terzo e sfrutta maggiormente i picchi di luce diurna.

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Per una famiglia con due auto, una pila a doppia uscita da 22 kW evita il costo di una seconda scatola a muro, ma solo se la connessione trifase e l'array possono effettivamente alimentarla. Altrimenti acquistate capacità di ricarica che il sistema solare non è in grado di fornire. I compromessi tecnici tra la ricarica CA più lenta e la ricarica CC più veloce sono spiegati nel nostro confronto Ricarica CA o CC , che vale la pena leggere prima di decidere tra i tipi di pila.

Verifiche pratiche prima dell'installazione

La maggior parte dei problemi di installazione sono riconducibili a tre punti verificabili:

1. Controlla la fornitura in entrata dell'edificio. La ricarica da 11 kW e 22 kW richiede un collegamento trifase; un caricabatterie monofase da 7,3 kW è l'impostazione sicura per le case più vecchie.
2. Controlla il limite del caricabatterie di bordo dell'auto. Molti veicoli elettrici accettano solo 7,3 kW o 11 kW CA, quindi una pila da 22 kW li carica comunque al limite interno inferiore.
3. Controllare la gestione delle eccedenze. La pila di ricarica dovrebbe essere in grado di aumentare la potenza in base al surplus solare, altrimenti la batteria domestica si scarica prima del picco serale.

La compatibilità del connettore merita attenzione prima di ordinare. La maggior parte dei veicoli elettrici europei utilizza il tipo 2 per la ricarica CA, ma la disposizione dei cavi e la posizione della porta di ricarica sull'auto possono cambiare quale versione della pila si adatta meglio. Controllare la posizione della porta rispetto alla posizione proposta del palo prima del montaggio, soprattutto in garage stretti o parcheggi condivisi.

La classificazione dell'involucro è la successiva considerazione pratica. Una pila di ricarica con grado di protezione IP65 o superiore può essere montata all'aperto accanto al parcheggio, evitando così lunghi passaggi di cavi attraverso la casa. L'installazione interna mantiene l'unità al riparo dalle intemperie ma aumenta i costi di cablaggio se l'area di parcheggio si trova lontano dal quadro elettrico.

Le installazioni reali raramente sono così pulite come lo schema elettrico. Ne abbiamo documentato uno completato Custodia per installazione su palo di ricarica per veicoli elettrici che mostra come le apparecchiature, il collegamento elettrico e le condizioni fisiche del sito si integrano nella pratica.

La conclusione è coerente in ogni progetto: l’acquisto di un caricabatterie per auto elettrica ad energia solare non riguarda la wall box. Si tratta di stabilire se l'array, la batteria di accumulo e il punto di ricarica sono dimensionati per lo stesso chilometraggio annuale e lo stesso programma giornaliero. Se lo sono, anche una modesta pila da 7,3 kW garantisce un vero chilometraggio guidato dal sole. Se non lo sono, nessun caricatore, per quanto potente, può cambiare la provenienza degli elettroni .