Elektromobilność to wciąż rozwijająca się gałąź gospodarki, a należy do niej nie tylko produkcja pojazdów elektrycznych, ale również wydobycie surowców, modernizacja i rozwój infrastruktury energetycznej oraz recykling pojazdów i ogniw. Jednym z elementów infrastruktury energetycznej związanej z elektromobilnością są stacje ładowania samochodów elektrycznych.
W tym artykule omówimy sobie jakie są procesy ładowania i gdzie są wykorzystywane oraz jakie stacje ładowania są dostępne w naszej ofercie. Zacznijmy od tego czym jest ładowanie. Najprościej mówiąc, to proces przekazywania energii elektrycznej z sieci do akumulatorów znajdujących się w pojazdach elektrycznych.
Czy punkt ładownia to to samo co stacja ładowania?
Otóż punktem ładowania nazywamy urządzenie służące do ładowania pojedynczego pojazdu, natomiast stacja ładowania to wolnostojący obiekt budowlany, na którym zainstalowany jest co najmniej jeden punkt ładowania o mocy >22 kW z miejscem postojowym oraz wyposażeniem w odpowiedni program do świadczenia usługi.
Jakie są sposoby ładowania?
- ładowanie plug-in
- ładowanie indukcyjne
- ładowanie pantografowe
Ładowanie plug-in jest najpopularniejszą formą ładowania, dostępną dla większości pojazdów elektrycznych. Polega ona na połączeniu pojazdu z punktem ładowania za pomocą odpowiedniego przewodu. I tutaj można wyróżnić dwa rozwiązania, czyli takie, w którym punk ładowania jest wyposażony w gniazdo, a przewód musi znajdować się na wyposażeniu pojazdu oraz taki, w którym przewód jest integralną częścią ładowarki.
Ładowanie indukcyjne – do tego typu ładowania wykorzystuje się cewkę indukcyjną, która umieszczona w podłożu wytwarza pole magnetyczne. Taką cewkę musi mieć również pojazd, a ładowanie rozpoczyna się, gdy obie cewki znajdą się w swoim zasięgu. Umożliwia to bezprzewodowe ładowanie. Takie cewki mogą być umieszczone w miejscu postojowym czyli miejscu ładowania indukcyjnego lub w pasie drogowym co daje możliwość ładowania pojazdu podczas jazdy. W Berlinie za pomocą tego systemu ładowane są autobusy elektryczne. Zaletami takiego rozwiązania jest większa bezobsługowość oraz mniejsze ryzyko porażenia prądem. Trzeba także pamiętać, że ładowania w systemie indukcyjnym nie można traktować jako punktu ładowania, dlatego nie są one objęte dozorem technicznym.
Ładowanie pantografowe wykorzystywane jest do szybkiego ładowania baterii w autobusach elektrycznych. Ta szybkość ładowania jest największą zaletą tego rozwiązania. Autobus ładuje się podczas, krótkich postojów np. na pętlach, a tego typu punkty ładowania mają duże moce, nawet powyżej 50kW. W przypadku tego sposobu ładowania energia elektryczna przekazywana jest przez połączenie metaliczne pomiędzy pantografem a szynami zainstalowanymi na dachu autobusu lub w punkcie ładowania. Pantograf chodź wygląda odmiennie to zasadę działania ma taką jak złącza plug-in.
Rodzaje ładowarek
Ładowarki AC 1-fazowe o mocy 3,7 – 7,4 kW,
3-fazowy o mocy 11-22 kW
Ładowarki DC z wbudowanym prostownikiem o wysokim prądzie ładowania 100 – 300 A.
Średniej wielkości samochód posiada baterię o pojemności około 50 – 60 kWh. Przejechanie 100 km zużywa około 20 – 24 kWh. W trakcie normalnej eksploatacji bateria samochodowa nigdy nie jest do końca rozładowana, ponieważ zawsze ją doładowujemy.
PORÓWNANIE MOCY ŁADOWAREK ELEKTRYCZNYCH I PRĘDKOŚCI ŁADOWANIA
Prędkość ładowania oznacza liczbę kilometrów dodawanych do zasięgu podczas ładowania w ciągu godziny i można ją obliczyć jako:
c – prędkość ładowania (km na godzinę)
c = P / E P – moc stacji ładowania (kW)
E – zużycie energii przez samochód (kWh/km)
Prędkości ładowania przy różnych mocach stacji ładowania (przyrost zasięgu na godzinę) dla samochodu o zużyciu energii 22 kWh/100km (0,22 kWh/km)
c = 3,7 kW / 0,22 = 17 km
c = 22 kW / 0,22 = 100 km
c = 70 kW / 0,22 = 318 km
JAK DZIAŁA ŁADOWANIE PLUG-IN PRĄDEM ZMIENNYM I STAŁYM
Prąd zmienny AC
Ładowarka AC przekazuje energię z sieci w postaci prądu przemiennego AC do wewnętrznego prostownika pojazdu, który jest następnie przekształcany w prąd stały DC, który to ładuje baterię akumulatora. Prędkość ładowania może być ograniczona w stosunku do mocy ładowarki ze względu na ograniczenia mocy prostownika pojazdu.
Rodzaje złączy ładowania
- Typ 1 – pięciostykowa wtyczka, która jest powszechna w pojazdach amerykańskich i wcześniejszych azjatyckich, jest wtyczką jednofazową i może ładować pojazdy z prędkością od 3,7 kW do 7,4 kW.
- Typ 2 – siedmiostykowa wtyczka, zwykle spotykana w większości europejskich i azjatyckich pojazdów od 2018 r., jest wtyczką trójfazową, umożliwiającą ładowanie samochodu z prędkością do 22 kW w domu i do 43 kW w publicznej stacji ładowania, o ile pozwoli na to prostownik samochodowy.
Prąd stały DC
Ładowarka DC dostarcza energię bezpośrednio do baterii samochodowej przy współpracy z systemem zarządzania akumulatorem (BMS) wewnątrz pojazdu, bez konieczności używania prostownika wewnątrz pojazdu. Może być dostarczona wyższa moc, co oznacza, że czas ładowania może być znacznie krótszy.
- Typ CCS2 – jest to ulepszona wersja wtyczki typu 2, z dwoma dodatkowymi stykami zasilania do celów szybkiego ładowania. Obsługuje ładowanie prądem przemiennym i stałym. Umożliwia ładowanie z prędkością do 350 kW.
- Typ CHAdeMO – to złącze umożliwia ładowanie z dużą mocą, a także ładowanie dwukierunkowe. Obecnie azjatyccy producenci samochodów oferują pojazdy elektryczne z wtyczką CHAdeMO, umożliwiającą ładowanie z prędkością do 100 kW.
Elmarco produkuje stacje ładowania zintegrowane z lampami ogrodowymi oraz latarniami miejskimi w wersji AC o mocy od 11kW – 22 kW oraz różnych konfiguracjach dostępu i płatności. Wersje B – Basic, P – Plus oraz S – Smart.
Obecnie większość producentów samochodów oferuje pojazdy z napędem hybrydowym lub elektrycznym. Przepisy zobowiązują samorządy i inwestorów (deweloperów, itp.) do zabezpieczenia miejsc do ładowania samochodów elektrycznych na parkingach publicznych. Rozwój infrastruktury dla elektromobilności jest więc dość ważnym elementem, aby zapewnić bezproblemowy, bezpieczny i dobrze oświetlony dostęp do stacji ładowania, wygody użytkowania oraz łatwości w przemieszczaniu się takimi pojazdami.
