Základné nabíjanie
Kúpil som si elektromobil. Práve na ňom idem od predajcu, je plne nabitý a užívam si tichú jazdu. Som ohúrený ľahkosťou šoférovania ale v podvedomí už rozmýšľam ako ho doma nabijem. To je častá myšlienka nového majiteľa auta. Nie je problém – ku každému elektromobilu je tzv. mobilný konektor – kábel na nabíjanie auta do klasickej 230V zásuvky. Auto nabijem ako každý iný spotrebič ale – trvá to dlho. Nevadí, nabíjam cez noc a ráno je auto pripravené znova s nabitou batériou.
Toto je klasický scenár veľa elektromobilistov a vydržia s ním dlho, aj roky. Doma nie je potrebné meniť elektroinštaláciu, mobilné konektory sú väčšinou robené na príkon 10A (2300W), čo zvládne každá zásuvka, istenie na zásuvky je štandartne na 16A (3680W), takže je tam rezerva. Niektoré mobilné konektory majú tlačidlom nastaviteľný prúd (napr. 8A – 10A – 12A), niektoré sú výkonnejšie až do 13A (3000W).
A keď potrebujú občas nabiť rýchlejšie, vyrážajú na dlhšiu cestu v ten istý deň, využijú služby verejných DC rýchlonabíjačiek s jednosmerným prúdom, ktorých je v dnešnej dobe dostatok.
Nabíjanie doma je aj “najrýchlejšie“ – z pohľadu času vodiča. Prídem domov, zasuniem do auta kábel, čo netrvá viac ako pár sekúnd a viac sa nestarám. Z pohľadu auta je to už trocha inak, samozrejme záleží akú kapacitu má batéria a koľko % energie v batérii ešte zostalo po príchode domov, ale nabíjanie mobilným konektorom môže trvať pri nových elektromobiloch s väčším dojazdom aj niekoľko desiatok hodín.
Pri myšlienke na urýchlenie procesu nabíjania v prvom rade musíme poznať rýchlosť, akou sa dokáže nabíjať auto. Každý elektromobil má v sebe internú nabíjačku, ktorá konvertuje striedavý prúd zo zásuvky (AC) na jednosmerný prúd (DC) určený na nabíjanie akumulátora.
Aby to nebolo také jednoduché, nezáleží len od výkonu nabíjačky ale je potrebné vedieť aj údaj o počte fáz, ktoré interná nabíjačka vozidla zvládne.
Pri údaji o nabíjaní 3kW, 3.7kW, 6kW alebo 6.6 kW sa jedná o jednofázové nabíjačky. Interné nabíjačky so 7.2kW (32A) sú v dnešnej dobe najpoužívanejšie, jedná sa prevažne tiež o jednofázové s výnimkou nemeckých značiek, kde to môže znamenať dvojfázovú. Vyššie výkony už znamenajú spravidla trojfázové nabíjanie, ktorého štandardom je dnes výkon 11kW (3x16A) ale nájdu sa aj výnimky, napr. Renault Zoe s 22kW alebo 43 kW.
V našich končinách sú v rodinných domoch v drvivej väčšine trojfázové rozvody a tomu sa v poslednej dobe prispôsobujú aj niektorí výrobcovia elektromobilov donedávna trvajúci na jednofázových nabíjačkách. A je to len dobre, lebo najpoužívanejším istením na Slovensku je 3x25A.
Pri domovej prípojke 3x25A to znamená výkon 17kW. Bohužiaľ záleží od auta a tiež domácich spotrebičov, akou rýchlosťou v skutočnosti môžeme nabíjať. Ak disponuje auto len jednofázovou internou nabíjačkou, môžeme maximálne nabíjať len tretinovým výkonom 5.7kW (1x25A) a to len za predpokladu, že na danej fáze nepustíme žiadny iný spotrebič v domácnosti. Nakoniec zistíme, že nám ten mobilný konektor k autu stačí, lebo pri spustení rúry alebo varnej dosky je hneď polovica výkonu z celkovej kapacity jednej 25A fázy preč.
Rýchle riešenie
Výrobcov nabíjacieho príslušenstva je násobne viac ako modelov elektromobilov ale čo nám ponúkajú v cenách niekoľko sto eúr ? Je to buď mobilný konektor, ktorý dáva o niečo väčší prúd ako základný kábel k autu alebo pri lepších modeloch je možné prúd manuálne nastaviť a tým si prispôsobiť nabíjanie možnostiam domácnosti. Môže mať iné koncovky ako zástrčku do 230V, sú aj modely do 400V a poskytujúce aj nabíjanie z troch fáz, ak to umožňuje aj auto. Keď pridáme ďalších niekoľko stoviek, nájdeme wallboxy, ktoré síce funkčne robia to isté ako mobilné konektory, ale inštalácia pevná, bezpečnejšia, menej náchylná na poškodenie, bohužiaľ pri strate mobility – wallbox si nezoberiete so sebou do kufra auta.
Ďalej je možné upraviť v rozvodnej skrini zapojenie jednotlivých okruhov zásuviek v dome a dať ich na dve fázy, pričom tretiu nechať vyhradenú len na nabíjanie. Ale čo ak máme spotrebiče, ktoré sú trojfázové – tým riziko vyhodenia ističa viac menej zostáva a nabíjať môžeme len rýchlosťou o čosi menšou ako je kapacita domovej prípojky.
Tieto obmedzenia sa čiastočne eliminujú ak vozidlo disponuje dvoj alebo trojfázovou internou nabíjačkou, lebo použije menší prúd z jednotlivých fáz namiesto veľkého prúdu z jednej fázy. Dobrou správou je, že napr. aj najdostupnejší elektromobil Škoda Citigo iV je vybavený dvojfázovou nabíjačkou a dokáže nabíjať 2x16A.
Ide to aj rozumnejšie
Wallboxy alebo mobilné konektory neplnia žiadu zložitú funkciu. Jednoducho napísané, je to v podstate zásuvka, ktorá sa zapne, keď zaeviduje pripojené auto a dáva autu vedieť, aký prúd, resp. výkon si môže zobrať na nabíjanie. Nerobia žiadnu konverziu medzi striedavým a jednosmerným prúdom, tie lepšie majú v sebe detekciu únikov prúdu.
Lepšie wallboxy sú aj “smart” v ponímaní, že obsahujú wifi pripojenie pre zapnutie a vypnutie nabíjania a zobrazenie statusu nabíjania. Ale to v dnes umožňuje väčšina elektromobilov cez mobilnú aplikáciu k autu a lepšie – tam vidieť aj % batérie, čo wallbox nemá ako vedieť.
Wallboxy a mobilné konektory z druhovýroby Vám umožnia nabíjať doma väčším výkonom a nabiť auto skorej (niektoré o polovicu, pri trojfázových autách v násobkoch rýchlosti) oproti výrobcom dodávanému príslušenstvu ale pre perfekcionistov tam zostáva jedno ale – išlo by to ešte rýchlejšie. Čo keby sa wallbox prispôsobil môjim ostatným spotrebičom v domácnosti ? Väčšinu času nie sú zapnuté, môžem nabíjať aj rýchlejšie a nemusím nechávať rezervu výkonu na ne.
A to je ono. Už stačí len nájsť najefektívnejšie riešenie.
Keď nestačí prípojka do domu
Áno, každý dom má obmedzenie na maximálny prúd, ktorý mu distribučná spoločnosť dokáže v jednom okamžiku dodať. Ak je vozidlo vybavené jednofázovou nabíjačkou 32A a dom má 25A, je to skutočné obmedzenie. Existuje na trhu aj produkt, ktorý dokáže pretransformovať dve fázy do jednej, ale je to drahšie na prvotnú investíciu aj na nabíjanie v podobe značných strát energie pri nabíjaní.
Zväčšovať hodnotu domového ističa znamená investíciu do výmeny hlavného ističa, revízie a poplatku distribučnej spoločnosti. Vtedy na scénu prichádza vhodný doplnok k elektromobilu, fotovoltaická elektráreň na streche domu. Vlastná fotovoltaika nielenže prináša úsporu na spotrebe elektriny pre celú domácnosť, či už na bežnú spotrebu, ohrev vody, kúrenie, varenie a aj nabíjanie elektromobilu ale jej výhodou je aj to, že pri výrobe elektriny zo slnka sa zvyšuje kapacita dostupného prúdu na nabíjanie.
Aj malé elektrárne s 10 panelmi majú počas väčšiny slnečného dňa výkon nad 10A, niekoľko hodín aj 13A (3kW), čo na dome s 25A ističom umožní s rezervou (25A+10A=35A) nabíjať 32A vozidlo maximálnym možným prúdom 7.2kW. Samozrejme slnko nesvieti stále rovnako, môžu prísť mraky, podvečer sa zotmie a a my nechceme stáť pri aute a neustále meniť rýchlosť nabíjania podľa slnka. Pre využitie maximálneho výkonu v spojení s fotovoltaikou je potrebné inteligentné riešenie, ktoré prispôsobí aktuálnu rýchlosť nabíjania práve dostupnému celkovému výkonu.
Rád by som nabíjal lacnejšie
Cena elektriny pre domácnosti sa odvíja od nastavenej sadzby. Miesta s najmenšou spotrebou majú nízky mesačný poplatok ale drahšiu cenu elektriny – v sadzbe D1. Najčastejšou sadzbou je D2 pre domy s plynovou prípojkou, ktorú používajú na kúrenie, prípadne ohrev vody a elektrinou riešia ostatné potreby domácnosti.
Mierne lacnejšia cena za kWh elektriny v nočných hodinách, cena tzv. nočného prúdu je za ešte vyšší mesačný poplatok v dvojtarifných sadzbách od D3 vyššie. Ale sadzby D4 a D5 sú určené pre domácnosti, ktoré používajú elektrinu aj na vykurovanie, majú nižšiu tarifu cenovo najvýhodnejšiu, bohužiaľ zriadenie tejto tarify je podmienené prítomnosťou elektrického vykurovania.
Čím lacnejší prúd, tým vyšší fixný mesačný poplatok. Po rozpočítaní fixného mesačného poplatku do ceny lacnejšieho nočného prúdu to v prípade dvojtarifu nie je až taký rozdiel, aby pri bežnom nájazde elektrického vozidla pokryl investíciu do prerábky rozvodnej skrine a s tým spojených prác a poplatkov. Tam majú výhodu domácnosti, ktoré už dvojtarifné meranie majú, či už kvôli vykurovaniu elektrinou alebo ohrevu vody. Pre ne netreba nič meniť, zvýšený mesačný paušál už platia a auto nabíjajú za lacný prúd v noci. Väčšina elektromobilov umožňuje cez menu v aute nastaviť čas nočného prúdu a auto sa prednostne nabíja v noci.
Mierne zníženie ceny za elektrinu je v každej sadzbe možné dosiahnuť aj zmenou dodávateľa, samozrejme je potrebné si preštudovať zmluvu aby výhodná cena nebola len časovo obmedzená.
Existuje aj riešenie v podobe štvortarifu 4T u nedominantného dodávateľa elektriny pre majiteľov inteligentných elektromerov IMS. Domácnosť si ponecháva distribučnú sadzbu D2 s nízkym fixným poplatkom ale cena elektriny je účtovaná podľa štyroch denných časových pásiem s najlacnejším v noci a cez víkend dokonca zľavou 18% na všetky štyri časové pásma. Tento tarif viac reflektuje flexibilné okamžité ceny elektriny na burze podľa jej aktuálneho dopytu a je zaujímavou a pre veľa domácností aj výhodnou možnosťou ako v noci nielen nabíjať elektromobil za veľmi nízku cenu elektriny.
Chcem nabíjať zadarmo
Majitelia fotovoltaických elektrární radi hovoria, že nabíjajú zadarmo. Nie je to celkom pravda, pri nemalej investícií si elektrinu “predplatili”. Ich nabíjanie je podľa riešenia za tretinu až šestinu bežných cien elektriny ale taktiež túto elektrinu použijú na ostatné potreby domácnosti.
Výhodnosť riešenia závisí od použitia batérie, ale naopak ako si myslíte. Vhodne veľkostne navrhnutý systém s jednoduchým striedačom bez hybridných funkcií a bez batérie je aj pri súčasných cenách inštalácií stále najvýhodnejší s najskoršou návratnosťou.
Jeho výhodnosť ešte ďalej zvyšujú tzv. virtuálne batérie, pričom v tomto roku je už aj produkt dostupný pre všetky domácnosti s IMS – “Požičovňa elektriny”, nielen pre vybraných zákazníkov jedného dodávateľa, ktorí si od neho za jeho ceny nechajú fotovoltaiku namontovať. Obe tieto služby pracujú na jednoduchom princípe – ak vyrobenú elektrinu nespotrebujete v čase výroby a odovzdáte ju do siete, následne Vám ju odrátajú zo spotrebovanej elektriny v čase, keď ju potrebujete. Jedná sa len o cenu elektriny ako komodity, distribučné poplatky platiť musíte (približne polovica celkovej “integrovanej” ceny elektriny) ale aj tak sa to veľmi oplatí.
Najvyššiu návratnosť má fotovoltaika, kde využijete čo najviac vyrobenej elektriny hneď na svoju okamžitú spotrebu a na to slúžia už vyššie spomínané wallboxy s dynamickým riadením nabíjacieho prúdu.
Samozrejme najvýhodnejšie nabíjanie je na najbližšej bezplatnej nabíjačke, najlepšie pár ulíc od domu, ale to pri častom využití nie je správny a ohľaduplný spôsob nabíjania. Bezplatné nabíjačky by mali byť možnosťou nabitia pre elektromobilistov cestujúcich dlhšie vzdialenosti, ktorí ich naozaj potrebujú a nie neustále obsadené najbližším “kolenovŕtačom” z blízkeho okolia. Ešte horší prípad je taxislužba, ktorá používa bezplatnú verejnú nabíjačku ako svoje primárne stanovište.
Záver
Rýchlosť a cenová výhodnosť domáceho nabíjania záleží od mnohých faktorov. V článku sme stručne popísali rôzne možnosti, ktoré by ste mohli mať na výber, samozrejme záleží od typu nehnuteľnosti a umiestnenia nehnuteľnosti v rôznych distribučných oblastiach.
V pokračovaní popíšeme zaujímavú alternatívu domáceho wallboxu s riadením výkonu podľa spotreby domácnosti, či už pri použití fotovoltaiky alebo na maximálne využitie kapacity domových ističov.
