تصميم محطة شحن سيارات كهربائية مع طاقة شمسية وتخزين بطاريات

٢٢ أغسطس ٢٠٢٦ مدونة

شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية غالباً ما تفشل المشاريع في مرحلة التسليم بين التوليد والتخزين وطلب المركبات. فقد ينتج الموقع كمية وفيرة من الطاقة الشمسية خلال النهار ولكنه مع ذلك يفوت موعد مغادرة الأسطول صباحاً، أو يتجاوز حدوده استيراد حد, أو ترك دورة البطارية تعمل بدون غرض تشغيلي واضح. السؤال الأساسي ليس عما إذا كان بإمكان الطاقة الشمسية شحن مركبة، بل كيف ينبغي للنظام تخصيص الطاقة عندما لا تتطابق أشعة الشمس، وأوقات الوصول، والتعرفة، وقيود الشبكة. يشرح هذا الدليل أدوار الخلايا الكهروضوئية، والتخزين، والشواحن، و نظام إدارة الطاقة, ، ثم يوضح كيفية المقارنة طاقة شمسية مدمجة مع تخزين البطاريات مع تصميم يعتمد على الشبكة فقط. كما يحدد الفحوصات الكهربائية والسلامة والتكليف التي يجب إكمالها قبل أن يتعامل المالك مع التوفير المتوقع أو ميزة مرونة الشبكة كنتيجة للمشروع.

الإجابة المختصرة هي أن نظام الطاقة الشمسية المدمج مع التخزين يمكنه تقليل الاستيراد من الشبكة ومواءمة الشحن مع التوليد في النهار، لكنه لا يضمن شحناً معدوماً من الشبكة أو تشغيل احتياطي. ابدأ بمسار وملف أحمال زمني، ثم قم بنمذجة إنتاج الخلايا الكهروضوئية، والطاقة القابلة للاستخدام والقدرة للبطارية، وحد الاستيراد، والاحتياطي، وأولويات التحكم. يمكن لـ PVWatts أو نموذج إنتاج مقارن تقدير التوليد؛ ويجب التحقق من الحماية الكهربائية النهائية، ومكافحة التجزئة، والفصل ضد الحريق، والربط البيني لسوق الوجهة. قد يكون تصميم الشبكة فقط أبسط حيث تكون سعة الاتصال والتعريفات مقبولة. الخيار الصحيح هو الهيكلية التي تلبي متطلبات المغادرة في الظروف العادية وظروف الطاقة الشمسية المنخفضة.

كيف تتشارك الطاقة الشمسية وأنظمة التخزين والشواحن في الطاقة

تغذي ألواح الخلايا الكهروضوئية بطارية مقترنة بالتيار المباشر أو المتردد وعاكسًا كهربائيًا. يتوقع وحدة التحكم إنتاج الطاقة الشمسية، ووصول المركبات، وفترات التعريفة الجمركية، وحالة شحن البطارية. وهي توزع الطاقة على كل موصل مع الحفاظ على احتياطي لمغادرة أسطول المركبات. وأثناء السحب، يعوض التخزين النقص؛ وخلال الليل، يمكن لشبكة الكهرباء إعادة شحن البطارية خلال نافذة التعريفة المنخفضة.

تبدأ أفضل المشاريع بملف تعريف الحمل. قم بتسجيل طاقة المركبة لكل مسار، وقت التوقف، ضوء الشمس الموسمي، وحمل المحول. قد تحتاج محطة الشحن ذات الحركة الخضراء إلى عدد أقل من أجهزة الشحن ذات التصنيف الأقصى عندما يمكن للتخزين أن يخزن المؤقت للمغادرات المتزامنة.

محطة شحن خضراء للسيارات الكهربائية تعمل بالطاقة الشمسية والبطاريات
تعمل الطاقة الشمسية والتخزين والشحن المُدار على إنشاء مركز طاقة مرن.

ما يمكن للطاقة الشمسية والتخزين تحسينه - وما لا يمكنهما تحسينه

  • تقليل مشريات الطاقة في النهار والتعرض لتعريفات الذروة.
  • تخفيض ترقيات المحولات من خلال تسوية الأحمال الذروية.
  • خفض واضح في انبعاثات الكربون لأساطيل السيارات، والحرم الجامعي، ومواقع التجزئة.
  • قدرة النسخ الاحتياطي للشحن الحرج أثناء انقطاع الشبكة.
  • هندسة معمارية قابلة للتوسعة لأنظمة الطاقة الكهروضوئية أو التخزين أو المنافذ المستقبلية.

مقارنة الشحن بالطاقة الشمسية مع تخزين البطاريات مقابل الشحن من الشبكة الكهربائية فقط

بعد طاقة شمسية + تخزين شبكة فقط
مصدر طاقة التوليد في الموقع مع دعم الشبكة إمدادات المرافق
إدارة الذروة يمكن للبطارية تقليص الأحمال الذروية غالباً ما يتطلب خدمة أكبر
مرونة يمكنه دعم الأحمال ذات الأولوية يعتمد على توفر الشبكة
التخطيط يحتاج إلى نمذجة الطقس والتخزين أبسط ولكنها معرضة للرسوم الجمركية

يجب أن يتضمن التصميم الكهربائي وتصميم السلامة ما يلي

تحديد حماية سلاسل الخلايا الكهروضوئية، وحماية العاكس ضد تكون الجزيرة، وإدارة الحرارة للبطاريات، واكتشاف الحريق، والتهوية، ومسافات الفصل. يجب أن تفي معدات الشحن القواعد الكهربائية المحلية ومتطلبات الموصلات. استخدام بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) للجلسات، والإنذارات، والتحديثات عن بعد. تنتمي الأمن السيبراني، والوصول المستند إلى الأدوار، والاحتياط في حالة عدم الاتصال بالإنترنت إلى خطة التشغيل.

يجب أن توضح مراجعة التصميم حد الاستيراد، وترتيب أولوية وحدة التحكم، ونافذة تشغيل البطارية، والسلوك عند تعطل الاتصالات. يجب تنسيق إعدادات الحماية ضد التشغيل الجزئي (الجزر الكهربائي) مع شركة المرافق؛ ويجب عدم وصف نظام التخزين بأنه نظام احتياطي ما لم يتم تشغيل ترتيب النقل ونطاق الأحمال الحرجة. أما بالنسبة للمشتريات، فاطلب الرسم الأحادي الخط، وافتراضات الحماية، ومسؤوليات السلامة من الحريق، وحقول المراقبة، وخطة اختبار للتشغيل في ظل انخفاض الطاقة الشمسية ومحدودية الشبكة.

بالنسبة لمحطة شحن خضراء متعددة المنافذ، يجب على وحدة تحكم إدارة الطاقة فرض حدود الاستيراد ونشر ترتيب أولوية: السلامة أولاً، طاقة الأسطول الحرجة ثانياً، الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ثالثاً، والشحن الاختياري أخيراً. هذا يتجنب تركيب ألواح الطاقة الشمسية دون التحكم في طلب أجهزة الشحن المتزامنة.

البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية بالطاقة الشمسية التجارية
يببغي أن تترك التصاميم التجارية مساحة لسعة الخلايا الكهروضوئية والتخزين المستقبلية.

ما هي تفاصيل المشروع التي يجب إصلاحها قبل الشراء

يمكن لـ XinYa دمج معدات التيار المتردد والمستمر مع المراقبة، وموازنة الأحمال، وخطة تشغيل موثقة. راجع منتجات شحن السيارات الكهربائية, ثم قم بإقران شاحن مكيف الهواء في مكان العمل أو شاحن DC سريع مع التخزين. اعرض مقاييس الطاقة ووقت التشغيل والانبعاثات الكربونية ليتمكن المالكّون من التحقق من الوفر.

قائمة تحقق عملية لتحجيم النظام

  • نمذجة إنتاج الطاقة الشمسية السنوي، ودورات البطارية، والطلب للأسطول.
  • تعيين حد للاستيراد لدعم نظام المرافق والحماية.
  • اختر نظام إدارة طاقة (EMS) يتيح الوصول إلى البيانات المفتوحة وخصائص التشغيل الآمن عند الفشل.
  • تخطيط الاستجابة للحرائق، والوصول للصيانة، والصرف الصحي، والتظليل.
  • احجز مساحة للمواسير والمفاتيح الكهربائية للتوسع المستقبل.

الأسئلة التي يطرحها المشترون حول شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية

هل يمكن تشغيل محطة شحن المركبات الكهربائية بالطاقة الشمسية؟

نعم. يمكن للطاقة الشمسية تزويد الشواحن مباشرة أو من خلال بطارية، مع وجود شبكة احتياطية عندما يكون التوليد منخفضاً.

هل من الممكن شحن سيارة كهربائية بالطاقة الشمسية؟

نعم، لكن المعدل يتفاوت بتفاوت الإشعاع الشمسي ما لم يكن هناك تخزين أو دعم من الشبكة يثبت الناتج.

ما هي الأنواع الثلاثة لنظام شحن السيارات الكهربائية؟

عادةً ما تكون من المستوى الأول للتيار المتردد، والمستوى الثاني للتيار المتردد، والشحن السريع بالتيار المستمر. ويمكن مشاريع الطاقة الشمسية أن تجمع بين الثلاثة.

ما هي أسرع محطة شحن للسيارات الكهربائية؟

أنظمة التيار المستمر عالية القدرة هي الأسرع لفترات التوقف القصيرة؛ ومع ذلك يظل الاختيار معتمداً على حدود المركبة وسعة الشبكة.

قاعدة 80/20 لشحن السيارات الكهربائية

يستخدم العديد من السائقين حوالي 80% يومياً ويحتفظون بالـ 20% المتبقية للرحلات لأن الشحن يتباطأ عندما يقترب من الامتلاء.

هل شحن السيارات الكهربائية إلى 100% يضر بالبطارية؟

الشحن العرضي حتى 100% يُعد أمرًا طبيعيًا عندما توصي به الشركة المصنعة للسيارة. تجنب ترك البطارية ممتلئة لفترات طويلة ما لم يُنصح بخلاف ذلك.

  1. معايير الشحن للسيارات الكهربائية التابعة للجنة الكهroteقنية الدولية (IEC) لمتطلبات التركيب والحماية.
  2. مواصفات بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة الصادرة عن تحالف الشحن المفتوح من أجل قابلية التشغيل البيني للشحن الذكي.
  3. توقعات السيارات الكهربائية العالمية لعام 2025 الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية لسياق السوق.
  4. وكالة الطاقة الدولية، التقرير العالمي لآفاق السيارات الكهربائية 2026، الملخص التنفيذي
  5. حاسبة NREL PVWatts، أداة تقدير إنتاج الطاقة الشمسية

يجب تقييم موقع شحن المركبات الكهربائية الذي يعمل بالطاقة الشمسية باعتباره نظام تشغيل واحدًا. يحتاج المالك أولاً إلى دورة عمل الأسطول، ومتطلبات المغادرة، والحمل الفاصل، ومورد الطاقة الشمسية المحلي، وحدود الشبكة؛ وفقط في هذه الحالة يمكن للفريق مقارنة حجم الخلايا الكهروضوئية، وطاقة البطارية القابلة للاستخدام، ومزيج الشواحن، والتحكم في الاستيراد، والاحتياطي. يمكن للطاقة الشمسية تقليل المشتريات ويمكن تخزين الطاقة نقل الطاقة عبر الزمن، لكن لا شيء منهما يلغي الحاجة إلى الحماية، ومنع التغذية الجزئية (Anti-islanding)، وتخطيط الحرائق، وإمكانية الوصول للصيانة، ووضع منخفض الشمس المختبَر. التصميم الصحيح هو الذي يلبي واجب الشحن في يوم عادي وله استجابة موثقة عندما يتغير التوليد، أو الاتصالات، أو حد الشبكة. لمراجعة خاصة بالمشروع، قارن بين معدات شحن السيارات الكهربائية XYDF مع الحمل المقاس وموجز التشغيل.

+86 133 3697 0557
service@xinya-ee.com