Un “Cargador solar para vehículos eléctricos”Puede parecer un cargador especial todo en uno equipado con paneles solares. En la práctica, el término generalmente se refiere a un Solución completa de carga solar Esto puede incluir una instalación fotovoltaica, cargadores de vehículos eléctricos, la red eléctrica, sistemas de almacenamiento de energía y equipos de gestión energética.
Este artículo explica cómo funciona un sistema de carga solar para vehículos eléctricos, sus beneficios prácticos y las dos configuraciones más comunes en proyectos reales.
La superficie de un cargador de vehículos eléctricos es demasiado limitada para albergar suficientes paneles solares para la carga práctica del vehículo. Por lo tanto, la mayoría de los proyectos utilizan paneles solares en los tejados, carpas solares o sistemas fotovoltaicos montados en el suelo.
[Imagen: Un lugar de carga comercial con paneles solares en el tejado, un carport solar y cargadores para vehículos eléctricos]
El propio equipo de carga puede ser un cargador de CA estándar o un cargador rápido de CC. La principal diferencia con un proyecto de carga convencional no es necesariamente el cargador, sino la forma en que se suministra, distribuye y gestiona la electricidad.
Un típico Sistema de carga solar para vehículos eléctricos Podría incluir:
Los sistemas residenciales suelen ser relativamente simples. La energía solar en el tejado se conecta al sistema de distribución de la vivienda mediante un inversor y funciona junto con la red de suministro de energía eléctrica y un cargador de vehículos eléctricos domésticos. Las funciones de control pueden ya estar integradas en el inversor, el contador inteligente, el cargador o la aplicación móvil, por lo que no siempre se requiere un sistema de gestión energética independiente.
Los proyectos comerciales implican más equipos y condiciones de carga más complejas. Un sitio puede incluir múltiples puntos de carga, cargas de edificios, carports solares, un BESS y un EMS independiente. El sistema de control debe coordinar estas componentes sin exceder la capacidad eléctrica disponible del sitio.
Nota práctica: El almacenamiento de energía eléctrica suele ser uno de los componentes más costosos de un proyecto de carga solar para vehículos eléctricos. Su utilización, los ahorros operativos y el periodo de amortización esperado deben evaluarse antes de incluirlo.
En un sistema típico con acoplamiento CA, la instalación fotovoltaica genera electricidad de CA. Un inversor solar la convierte en electricidad de CA y la alimenta al sistema de distribución del lugar. El cargador de vehículos eléctricos luego suministra energía de acuerdo con los requisitos de carga del vehículo.
Cuando un vehículo está cargando, la energía solar disponible puede suministrar directamente parte de la carga de carga. Si la generación solar es insuficiente, la red eléctrica de la empresa suministra la diferencia. Cuando se instala un BESS, la energía almacenada también puede soportar la carga de carga cuando sea necesario.
Cuando no haya vehículos cargando, la electricidad solar puede alimentar otros equipos en el sitio, cargar la BESS o ser exportada a la red eléctrica si se permite.
Este es un punto clave para comprenderlo. Cargador solar para vehículos eléctricosLa electricidad solar debe tener un destino. Los vehículos eléctricos, las cargas instaladas en edificios, el almacenamiento de energía en baterías y la red eléctrica pueden servir de destino.
Importante: El cargador solar EV varía según el clima y la hora del día. La capacidad de la planta fotovoltaica normalmente no debe considerarse como una capacidad fija al dimensionar un transformador o la conexión a la red. Beneficios como la transferencia de energía y la energía de respaldo también requieren un sistema de baterías de alta capacidad (BESS) y de control debidamente diseñados.
| Configuración del sistema | Cuando la energía solar no es suficiente | Cuando la energía solar es en exceso | Condiciones comunes de aplicación |
|---|---|---|---|
| Fotovoltaica solar + red eléctrica + carga de vehículos eléctricos | La red proporciona la diferencia | Utilizado en el lugar, exportado o reducido | Carga frecuente durante el día y cargas diurnas estables |
| PV solar + red eléctrica + almacenamiento de baterías + carga de vehículos eléctricos | La red o BESS cubre la diferencia | Preferiblemente almacenado, pero también se puede exportar o reducir su cantidad. | Carga nocturna, capacidad de la red limitada o diferencias significativas en las tarifas |
Esta es la configuración más simple y común, ya que no requiere almacenamiento estacionario de la batería.
Los vehículos pueden utilizar energía solar en el lugar mientras se carga durante el día. Cuando la producción solar disminuye o la demanda de carga aumenta, la red eléctrica suministra la energía restante. Por lo tanto, la carga no depende totalmente de las condiciones climáticas.
Esta configuración es más adecuada cuando:
Cuando no hay vehículos cargando, el sistema solar aún puede suministrar energía a otras instalaciones del sitio. La exportación o la reducción de la producción solo se vuelve necesaria cuando la generación solar excede la demanda total en tiempo real del sitio.
Esta configuración añade un BESS al sistema conectado a la red. La batería puede transferir la energía solar no utilizada durante el día a la carga nocturna o en la noche. También puede suministrar energía adicional cuando la demanda de carga aumenta repentinamente.
En los proyectos de carga rápida DC, el almacenamiento de baterías puede ayudar a reducir la demanda máxima de la red. Una hoja informativa de la Oficina Conjunta, basada en análisis del NREL, indica que, en escenarios específicos de carga con baterías cargadas hasta el 150 kW, el almacenamiento podría reducir la capacidad de servicio requerida de la red en aproximadamente 50%–80%.
Este no es un resultado garantizado para todos los proyectos. El rendimiento real depende de los patrones de llegada de los vehículos, la potencia de carga, la capacidad de la batería y la capacidad disponible de la red eléctrica. Ver Referencia conjunta de la Oficina y el NREL.
Un BESS es más valioso cuando:
Un BESS no es una parte esencial de todos los Cargador solar para vehículos eléctricos. Aumenta los costos de equipamiento, la complejidad de control y los requisitos de mantenimiento. Si los vehículos o otras cargas del sitio pueden consumir directamente la mayor parte de la generación solar diurna, añadir almacenamiento podría no mejorar la economía del proyecto.
Perspectiva XYDF: La capacidad de las células fotovoltaicas, la capacidad de las baterías y la potencia del cargador no deben seleccionarse utilizando una relación simple de 1:1. El diseño del sistema debe tener en cuenta la energía diaria de carga, la demanda simultánea de carga, el tiempo de permanencia del vehículo, la curva de producción solar y la capacidad disponible de la red eléctrica. Comparar las características nominales por sí solas puede resultar en una batería poco utilizada o una potencia insuficiente durante los picos de carga.
Sí, pero la energía solar primero debe pasar por un inversor o un convertidor DC/DC, junto con los controles de carga necesarios y la protección de seguridad. Debido a que la carga únicamente con energía solar varía según la luz solar, la mayoría de los sistemas también utilizan la red eléctrica o un BESS.
No. Un sistema conectado a la red puede utilizar la energía de la red cuando la producción solar sea insuficiente. Un BESS es más valioso cuando la generación solar y la demanda de carga se producen en momentos distintos, o cuando el sitio se enfrenta a limitaciones de capacidad de la red, tarifas eléctricas o restricciones de exportación.
Un sitio puede ser adecuado si cuenta con suficiente espacio para techos, carpas o tierra para paneles solares y si los vehículos se estacionan o se cargan regularmente durante el día. También es necesario evaluar la capacidad de la red, la demanda de carga, las condiciones solares locales, las tarifas eléctricas y las normas de exportación de energía solar.
Xinya Dongfang Electricity Technology Co., Ltd.
