Ładowanie samochodów elektrycznych coraz szybsze i wydajniejsze!

Rynek pojazdów elektrycznych rozwija się coraz szybciej. Niektórzy analitycy uważają, że do 2040 roku samochody na prąd mogą stanowić nawet 50% wszystkich aut na drogach. Do tego czasu branża musi opracować i wdrożyć systemy, które pozwolą na ładowanie samochodów elektrycznych bez paraliżu sieci energetycznej.

Ile trwa ładowanie samochodu elektrycznego?

Czas ładowania auta elektrycznego zależy od pojemności akumulatora, typu ładowarki, a przede wszystkim od rodzaju prądu. W zależności od tych czynników może to zająć godzinę, noc lub nawet dobę.

• AC (prąd zmienny) – takie źródło zasilania mamy m.in. w domu, korzystając np. z ładowarek naściennych (jedno- lub trójfazowych). W tego typu instalacji moc ładowania wynosi od 3,6 do 22 kW. Naładowanie samochodu elektrycznego z baterią o pojemności 40 kWh za pomocą wallboxa o mocy 6,6 kW zajmie niecałe 8 godzin.
• DC (prąd stały) – szybkie ładowarki dysponują mocą nawet 150 kW, przez co naładowanie auta elektrycznego z dużą baterią może potrwać nawet 20-30 minut. Uzupełnienie akumulatora o pojemności 40 kWh ładując szybką ładowarką 50 kW zajmie ok. 60 minut.

Ładowarki ABB naładują auto już w 8 minut

ABB jest jedną z pierwszych firm, które zaczęły zajmować się technologią szybkiego ładowania prądem stałym z dużą mocą. Ze względu na rosnące zainteresowanie zakupem samochodów elektrycznych, konieczny jest rozwój infrastruktury do ładowania, a także opracowywanie coraz to wydajniejszych technologii.

Ładowarka Terra HP o mocy do 250 kW umożliwia naładowanie samochodu nawet w ciągu 8 minut. Przypominamy, że najpopularniejsza ładowarka produkowana przez ABB jest w stanie naładować akumulator do 80% w ciągu 15 minut (co pozwala na pokonanie dystansu około 200 kilometrów). Nowe urządzenie doskonale sprawdzi się przy autostradach i trasach szybkiego ruchu.

Ładowanie samochodu z gniazdka – czy to możliwe?

Zgodnie z badaniem przeprowadzonym przez pracownię InsightOut Lab na zlecenie Volkswagena, aż 73% Polaków uważa, że samochody elektryczne nie mogą być ładowane ze zwykłego gniazdka. Podobnie odpowiadali zarówno mieszkańcy bloków, jak i domków jednorodzinnych. Obalamy ten mit! Praktycznie każdy samochód elektryczny można już ładować bezpośrednio z jednofazowego gniazdka elektrycznego (230V), nawet bez konieczności instalacji ładowarki ściennej. Moc, z którą ładuje się w ten sposób pojazd, wynosi około 2,2-3 kW.

Ile trwa ładowanie samochodów elektrycznych z gniazdka? W przypadku elektryka, którego bateria ma pojemność 30-40 kW, zajmie to przynajmniej 10 godzin. Przy niektórych modelach samochodów może to potrwać nawet 30 godzin. Ale mówimy tu o pełnym ładowaniu baterii, które w codziennej jeździe po mieście tak naprawdę nie jest potrzebne (podobnie jak nie zawsze tankujemy samochód spalinowy do pełna). Rozwiązaniem może być również system wallbox, który znacznie skraca czas pełnego ładowania baterii.

Pierwsza dwukierunkowa stacja ładowania do domu

Wallbox Quasar to dwukierunkowa naścienna stacja ładowania przeznaczona dla użytkowników domowych, która została zaprezentowana w trakcie ostatnich targów Consumer Electronics Show 2020. 

Co tak naprawdę oznacza samo dwukierunkowe ładowanie? Auto ładuje się wtedy, gdy cena energii jest tania (na przykład obowiązuje nocna taryfa) lub gdy w gospodarstwie jest jej nadmiar (w ciągu dnia pobiera energię zgromadzoną z paneli słonecznych). Gdy w domu zabraknie prądu, nastąpi nagła przerwa w dostawie lub energia stanie się droższa, samochód może ją „oddać”. Pełni wtedy funkcję swojego rodzaju awaryjnego zasilania. Przeciętne gospodarstwo domowe w Polsce zużywa w ciągu dnia mniej niż 10 kWh energii. Natomiast nawet niewielka bateria samochodowa ma pojemność 40 kWh, co wystarczyłoby na zasilanie domu przez kilka dni.

Maksymalna obsługiwana moc przez ładowarkę to 7,4 kW. Wallbox Quasar podłączany jest do gniazda Chademo, co może stanowić spore utrudnienie. Jak na razie tego typu gniazdo kompatybilne jest z dwoma modelami samochodów elektrycznych: Nissanem Leaf i Mitsubishi Outlander. Producent zamierza opracować wersję z europejskim gniazdem CCS.

Quasar wyceniono na 4 tysiące dolarów, co może wydawać się dosyć wysoką ceną jak na domową stację ładowania. Zwykłe ładowarki często oferowane są za darmo w zestawie z samochodem. Warto jednak podkreślić – takiego produktu jeszcze nie było na rynku.

Ile kosztuje ładowanie samochodu elektrycznego?

Koszt ładowania samochodu elektrycznego jest zależny od sposobu ładowania i stawki za kWh, która z kolei wynika z wybranej taryfy. Najpopularniejsza jest G11, w której 1 kWh to wydatek 0,55 zł. Coraz większą popularność zdobywa również taryfa G12 – w niej stawka jest zależna od pory dnia. W tzw. szczycie wynosi 0,55 zł/kWh, a poza nim oraz w weekendy – 0,25 zł/kWh.

Jak zatem obliczyć koszt naładowania akumulatora? Przykładowo bateria o pojemności 40 kWh potrzebuje do pełnego naładowania właśnie tyle prądu. Oznacza to prosty rachunek: 40 kWh x 0,55 zł = 22 zł. Taka będzie cena naładowania samochodu elektrycznego „do pełna” w domowych warunkach. Przy średnim zużyciu prądu na poziomie 15 kWh/100 km, przejechanie 100 km kosztuje 8,25 zł, a bateria powinna zapewnić zasięg 266 km.

Nieco inaczej wygląda sytuacja z opłatami za korzystanie z szybkich punktów ładowania. Wówczas do stawki za kWh dochodzi również opłata postojowa. Istnieją różne stawki i abonamenty, w zależności od dostawcy ładowarek. Przykładowo naładowanie elektryka z baterią o pojemności 40 kWh przy wykorzystaniu płatnej sieci szybkiego ładowania może kosztować nawet 80 zł lub więcej. To z kolei oznacza, że koszt przejechania 100 km wyniesie ok. 30 zł.

Czy można ładować samochód elektryczny podczas deszczu?

Niebezpiecznym sytuacjom (dla użytkowników i samego samochodu) zapobiega kilka poziomów zabezpieczeń, w które został wyposażony pojazd elektryczny oraz ładowarki. Dopóki wtyczka nie zostanie dokładnie połączona z gniazdem, prąd nie zacznie płynąć przez kable. Gdy akumulatory zostaną w pełni naładowane, przepływ prądu zostanie automatycznie wstrzymany. Dlatego też samochody elektryczne można bez obaw ładować podczas opadów śniegu czy deszczu.

Bezprzewodowe ładowanie samochodów elektrycznych

Prace nad ładowaniem indukcyjnym przynoszą kolejne efekty. Czy tak będzie wyglądało „tankowanie” w przyszłości? Firma WiTricity ze Stanów Zjednoczonych opracowała technologię bezprzewodowego przesyłania energii elektrycznej za pomocą specjalnych mat. Ładowanie auta z ich użyciem jest banalnie proste. Wystarczy po prostu najechać na umieszczoną na podłodze garażu matę – tak, aby znajdowała się pod maską. Urządzenie o mocy 3,2 kW naładuje akumulatory w ok. 3,5 godziny. Bezprzewodowa mata połączona będzie z inteligentnym systemem Digital Charging Service, który rozpocznie ładowanie samochodu w godzinach, kiedy prąd jest najtańszy. Oprócz tego, jeżeli nasz dom wyposażony jest panele fotowoltaiczne, urządzenie skorzysta wyłącznie z darmowej energii słonecznej!

Jednak najważniejszym z punktu widzenia rozwoju elektromobilności rozwiązaniem jest możliwość oddawania zmagazynowanej energii z powrotem do systemu. W przyszłości, samochody elektryczne będą mogły na szeroką skalę wspierać elektrownie w godzinach największego poboru prądu, dzięki czemu unikniemy przeciążenia sieci energetycznej.

Ładowanie indukcyjne coraz wydajniejsze

Największym problemem, z którym borykali się konstruktorzy technologii ładowania bezprzewodowego, była strata energii spowodowana koniecznością „przesyłania” jej przez powietrze. Eksperci wyliczyli, że strata energii mogła wynosić od 20 do nawet 30%. Tymczasem naukowcy z Wydziału Energetyki Oak Ridge National Laboratory, od dawna pracujący nad udoskonaleniem metody ładowania indukcyjnego, zaprezentowali swoje najnowsze osiągnięcie. Udało im się wzmocnić swój dotychczasowy 20 kW system aż do 120 kW oraz uzyskać wydajność ładowania na poziomie 97%. Co ważne, luka powietrzna między ładowarką a baterią wynosiła 15,2 cm (6 cali). Oznacza to, że rozwiązanie z powodzeniem można stosować do ładowania samochodów, zachowując wydajność porównywalną z tradycyjnym ładowaniem.

Naukowcy podkreślają, że ich wynalazek to kolejny krok w kierunku upowszechnienia się pojazdów elektrycznych, przy których główną barierą wciąż są ograniczone możliwości ładowania. W przyszłości planują wzmocnić swoje ładowarki tak, by mogły przekazywać moc rzędu nawet 350 kW.