Finns det en DC-billaddare som jag kan använda med ett DC-solpanelssystem?

Vi ställer uppmuntrande frågor från läsare om elfordon och laddning och allt annat du vill lära dig. Så skicka dem igenom så får vi våra experter att svara och bjuda in andra personer att bidra via kommentarsektionen.

Finns det ett DC-laddningssystem tillgängligt som kan drivas av ett fristående solcellssystem?

Jag är medveten om att man kan ladda från ett 240v AC-system, men jag skulle vilja undvika att konvertera till AC och sedan låta laddningssystemet konvertera tillbaka till DC. Det måste finnas en betydande effektivitetsförlust.

Tack

Barry Lambooy

Hej Barry – det är en bra fråga – och svaret på den kretsar kring två nyckelfrågor:

1. Vad är syftet med AC vs DC-laddning och
2. Skulle ett direkt DC till DC-system för laddning av elfordon (EV) öka den totala effektiviteten för att ladda en EV med solenergi.

Till att börja med är DC-laddning designad för snabb laddning av EV-batteriet vid höga strömmar och kontrollen av laddningen utförs huvudsakligen av EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) själv. Problemen med att använda DC-utgången från ett hembatterisystem har jag tidigare tittat på här.

AC-laddning i jämförelse är designad för underhållsladdning över natten vid lägre strömmar. Denna form av laddning styrs huvudsakligen av den inbyggda elbilens laddare i "samråd" med EVSE (BTW:jag har täckt behoven av att ladda en elbil på solenergiutgångar här och här).

Vid första anblicken – det verkar därför som om AC-laddning av en elbil skulle vara bättre lämpad för den begränsade effekten av ett hemsolsystem.

Å andra sidan, att försöka ladda en EV direkt från en DC-solutgång presenterar många lager av problem för alla potentiella systemdesigner. För att nämna några:

• Du kommer att behöva mycket mer i form av elektronik för att kontrollera EVSE och billaddning jämfört med en AC EVSE (gör den dyrare);
• du behöver fortfarande elektronisk DC-spänningsreglering av solenergiutgången till EV, eftersom solsystem (a) har olika utspänningar beroende på systemets design och (b) har mycket varierande spänningsutgångar relaterat till mängden av solstrålning de tar emot. (t.ex. på morgonen, kvällen, när molnen passerar, etc, etc, etc!). Detta innebär att du fortfarande inte eliminerar omvandlingsförluster helt eftersom du behöver en DC till DC-omvandlare istället för en DC till AC-växelriktare;
• även med en kontrollerad spänning kommer du fortfarande att behöva kontrollera DC-laddningsströmmen för att ge en jämn försörjning, eftersom solsystem har mycket varierande uteffekter när solen går upp, molnen passerar etc. Detta strider mot utformningen av nuvarande DC snabbladdningssystem (gör det till en speciell design EVSE som inte är tillverkad för närvarande).

Vi går vidare till den andra delen av din fråga:som du nämner Barry, nackdelen med att använda en AC EVSE på ett solsystem är de potentiella förlusterna genom att göra DC till AC och tillbaka till DC i EV.

Men sådana omvandlingssystem är nu mycket effektiva – verkningsgraden för solväxelriktare (DC till AC) är i sfären av 95-97 %, och billaddarens effektivitet (AC tillbaka till DC) är också bekvämt över 90 %. Sammantaget betyder det att de totala förlusterna faktiskt inte är så stora.

Dessutom, med tanke på att i en laddningssituation från solenergi till EV DC i hemmet, eliminerar du egentligen bara ett steg och inte båda – du kommer bara att vinna lite i effektivitet totalt sett.

Dessutom (till skillnad från DC EVSE) finns det redan AC EVSE på marknaden som erbjuder möjligheten att spåra solenergi och rampa EV-laddningsström upp och ner för att inte överskrida den. (För ett enfassystem kan AC EVSE lätt variera från 1,4 kW till 7,4 kW och elbilsladdare ombord är designade för att bekvämt klara detta).

Sammanfattningsvis:

• Direkt likström till likström EV-laddning från en solenergikälla står i strid med karaktären av både likströmsladdning (som är ett "snabbladdningssystem" baserat på att tillhandahålla höga strömmar genom en noggrant kontrollerad likspänning) och solenergi (där strömtillförseln är begränsad och DC-spänningen varierar avsevärt).
• Även om det finns förluster för DC till AC och tillbaka igen, är de inte stora och genom att göra en "direkt" DC till DC-laddning eliminerar du fortfarande bara ett steg, inte två;
• AC EVSE är designat av "trickle charge"-system och är mycket bättre lämpade för solenergisystem i hemmet än DC-laddningssystem;
• Det finns redan tillgängliga AC EVSE som är optimerade för användning med solsystem, medan inga direkta DC till DC-system för hemmasolsystem finns tillgängliga för närvarande.

Allt detta kan naturligtvis ändras.

Laddningsvärlden för elbilar (och elvärlden i allmänhet) befinner sig i den nedre delen av sina respektive innovationskurvor:så det är en fråga om att "bevaka detta utrymme" när det gäller utvecklingen av batterilagringssystem (och möjligen till och med fordon-till-nät) .

Men om du för närvarande vill ha elbilsladdning som maximerar användningen av solenergin från ett off-grid eller nätanslutet system – AC-laddning är för närvarande ditt enda alternativ för en effektiv och kostnadseffektiv off-the-shelf lösning.

Skål
Bryce