Kurioms scenarijoms tinka naudoti vienfazį EV įkroviklį?

Kas apibrėžia vienfazį EV krūvintuvą, suderinamą su namų elektros tinklu?

Dauguma elektromobilių įkroviklių veikia naudodami įprastą buitinę elektros energiją, arba 120 voltų, arba 240 voltų, kadangi jie remiasi tik viena kintamosios srovės bangos forma. Gera žinia ta, kad šie įrenginiai paprastai gali būti tiesiog prijungti prie to, kas jau yra daugelyje namų, nereikalaujant didelių perkėlimo darbų. Kai kas įkrauna savo automobilį Pirmojo lygio įkrovimo būdu naudojant 120 voltų, jie gauna apie 3–5 papildomas mylias kas kiekvieną įkrovimo valandą. Tai veikia gana gerai tiems, kurie naktį palieka automobilius stovėjimui ir kitą dieną reikia pakankamai energijos kasdieniams nuvažiuotiems atstumams. Tačiau jei žmonės nori greitesnio įkrovimo, pereidami prie 240 voltų, procesas tampa tris kartus greitesnis. Ir spėkite ką? Dauguma standartinių buitinių elektros skydų puikiai išlaiko šią modernizaciją. Taigi daugeliui įprastų vartotojų, norinčių pereiti prie elektromobilių, šis variantas iš tikrųjų yra gan logiškas tiek patogumo, tiek kainos požiūriu.

Vienfazio EV įkrovimo pagrindai pirmą kartą EV savininkams

Nauji elektromobilių savininkai vienfazį įkrovimą laiko gana patogiu, nes jis veikia iš karto po prijungimo. Standartinės buitinės rozetės 120 voltų įtampai tinkamos pagrindiniams poreikiams tiems, kurie kasdien važinėja apie 30–45 mylių. Pereinant prie 240 voltų sistemos, įkrovimo laikas žymiai sutrumpėja – kartais sumažėja net dvigubai ar daugiau. Daugelis namų šiuos tinklus jau turi, nes anksčiau jie buvo naudojami seniems džiovintuvams ar krosnims, todėl įrengimas nebūtinai yra sudėtingas. Dauguma naujesnių įkrovimo įrenginių aprūpinti išmaniosiomis funkcijomis, automatiškai reguliuojančiomis elektros apkrovą, kad būtų išvengta jungiklių išsijungimo. Tačiau kiekvieną valandą įkraunamas atstumas labai skiriasi – nuo 12 iki 30 mylių priklausomai nuo sistemos įtampos ir srovės talpos.

Kaip integruoto įkroviklio apribojimai veikia vienfazio įkrovimo našumą

Elektriniuose automobiliuose esantis imontuotas įkroviklis iš esmės nustato ribą, kiek greitai jie gali būti įkraunami iš kintamosios srovės šaltinių, sukuriant tam tikrą „eismo kamštį“, nepriklausomai nuo to, kokį įkroviklį asmuo įsirengia namuose. Paimkime standartinę vienfazę buitinę sistemą, teikiančią apie 240 voltų 32 amperų (kas atitinka maždaug 7,7 kilovatų) – daugelis automobilių vis dar sunkiai gali paimti daugiau nei 6,6–7,4 kW iš tokios sistemos. Dėl to skirtingi modeliai taip skirtingai elgiasi prijungiami prie panašios įrangos. Pavyzdžiui, Nissan Leaf gali įkraunant per valandą įgyti tik apie 22 papildomas mylių, tuo tarpu Hyundai Ioniq 5 tų pačių sąlygų metu pasiekia arti 28 mylių. Jei vairuotojai nori maksimaliai pasinaudoti įkrovimo sesijomis, jiems reikėtų patikrinti, kokią kintamosios srovės galia gali priimti jų konkretus automobilis. Ši informacija paprastai pateikiama kurioje nors vietoje savininko vadove ar techninių charakteristikų lapelyje, o jos suderinimas su faktinėmis įkroviklio galimybėmis praktikoje daro didžiulį skirtumą.

Idealūs buitiniai EV įkroviklio vienfazės naudojimo atvejai

Kodėl vienfaziai EV įkrovikliai puikiai tinka tipinėms namų aplinkoms

Dauguma namų renkasi vienfazius įkroviklius, nes jie puikiai veikia su įprastomis buitinėmis elektros sistemomis, kurios veikia 120–240 voltų įtampa. Atsižvelgiant į pramonės duomenis praėjusiais metais, apie 62 procentai visų namų EV įkrovimo stočių naudojo būtent šią konfigūraciją. Tai logiška, atsižvelgiant, kad maždaug 88 % namų Šiaurės Amerikoje jau turi tinkamą laidynę. Šie įrenginiai paprastai veikia nuo 16 iki 40 amperų, kas reiškia, kad elektrinis automobilis kiekvieną įkrovimo valandą gali įgyti apie 3–7 papildomas mylias. Asmenims, turintiems baterijos talpą nuo 40 iki 60 kilovatvalandžių, įsikrovimas per naktį paprastai užtikrina pakankamą įkrovą, kad be problemų būtų galima įveikti kasdienes važiavimo reikmes.

Paprastas įrengimo procesas standartinėse buitinėse elektros sistemose

Po 1990 m. pastatytuose namuose paprastai galima įrengti vienfazį EV įkroviklį be skydelio modernizavimo. Elektrikai paprastai įrengia sistemą per 2–4 valandas, prijungdami prie esamų 240 V grandinių. Tai leidžia išvengti 1 200–4 000 JAV dolerių sąnaudų, susijusių su trifazio įrengimo modernizavimu, ir užtikrina ekonomišką bei efektyvų būdą pasiruošti automobilio įkrovimui namuose.

Dienos važiavimo poreikių patenkinimas per naktį naudojant vienfazį įkrovimą

Dauguma žmonių, kurie kasdien važiuoja apie 30–40 mylių, pastebi, kad elektromobilius įkraunant naktį maždaug 12 valandų, būna tarp 90 ir 120 mylių nuvažiavimo atstumo, ko pakanka visoms jų kasdienėms reikmėms. 2023 m. Departamento of Energy (Energijos departamentas) atlikto tyrimo duomenimis, beveik 78 procentai elektromobilių savininkų dažniausiai įsikrauna namuose. Net tie, kurių akumuliatorių talpa siekia nuo 75 iki 100 kWh, gali visiškai įkrauti per vieną dieną. Šeimoms, kurių savaitės tvarkaraštis keičiasi ne dažnai, vienfazė įkrovimo sistema veikia puikiai ir lengvai integruojasi į jų įprastą rutiną, nesukeldama jokių problemų.

Atvejo analizė: Suburban Homes with Standard Panels Successfully Using Single-Phase Chargers

Žiūrint į 500 namų priemiesčiuose Kalifornijoje dar 2023 metais, buvo pastebėta kažkas įdomaus. Dauguma žmonių galėjo susitvarkyti su kasdieniais nuvažiuojamais mažiau nei 50 mylių atstumais, naudodami tik standartinius vienfazius krūvinius, nereikalingiems jokiam specialiam elektros darbams atlikti savo namuose. Tiems, kurie yra pakankamai laimingi turėti 200 amperų jungtukų dėžes, taip pat sekėsi gerai, kol jie planuodavo krūvimą per mažos apkrovos valandas, kai paklausa nebuvo tokia didelė. Tačiau iš tiesų svarbu tai, kaip tai derinasi su platesniais reiškiniais, vykstančiais visoje šalyje. Matavome apie 27 % metinį vienfazių krūvinių diegimų augimą rajonuose, kuriuose žmonės vidutiniškai uždirba mažiau nei septyniasdešimt penkis tūkstančius dolerių. Iš tiesų logiška, kadangi šios sistemos iš pradžių kainuoja mažiau ir gana gerai veikia daugumai kasdienių poreikių, nesunaikindamos biudžeto ar nereikalaudamos sudėtingų pakeitimų.

Elektrinio automobilio vienfazio krūvinio ekonomiškumas kaip namų krūvinimo sprendimas

Diegimo sąnaudų palyginimas: vienfaziai ir trifaziai EV krūviniai

Vienfaziai įkrovikliai sumontuoti kainuoja 60–75 % pigiau nei trifazės sistemos dėl mažesnių infrastruktūros reikalavimų. Tuo tarpu trifazių sistemų montavimo kaina gali viršyti 8 000 JAV dolerių – įskaitant pramoninio lygio skydo modernizavimą, o vienfazių įrenginių kaina su profesionaliu montavimu paprastai siekia nuo 900 iki 2 500 JAV dolerių. Daugiau nei 83 % JAV namų ūkių jau palaiko vienfazį 2 lygio įkrovimą, todėl brangus perkabeliavimas nereikalingas.

Vienfazių įkrovimo sistemų ilgalaikė taupymo nauda ir praktiškumas

Žmonės, kurie įsirenka namų krūvos sistemas, paprastai sutaupo apie 580 JAV dolerių per metus, palyginti su tais, kurie naudojasi viešaisiais greito įkrovimo stotelėmis. Kai jie įkrauna savo transporto priemones pigesniais naktiniais tarifais, elektros sąskaitos sumažėja nuo 18 % iki net 32 %. Asmeniui su standartine 50 kWh baterijos talpa, naudojant įprastą 7 kW vienfazę namų sistemą, pilnai įkrauti trukdo nuo septynių iki dešimties valandų. Iš tikrųjų to pakanka daugumai žmonių, kurie kasdien važiuoja mažiau nei 40 mylių, apimdami apie 92 % visų komutatorių kelionių. Pagal prieš metus publikuotus tyrimus apie buitinę energijos vartojimą, dauguma šeimų atsiima tai, ką išleido įrengiant šias namų sistemas, vos praėjus 14–18 mėnesių po įrengimo, tiesiog sutaupydamos pinigus ant benzino.

Pirmą kartą elektrinį automobilį įsigyjantiems ir komutatoriams – prieinamumas ir galimybė sau leisti

Vienfazės sistemos sutaupo namų savininkams nuo 1 200 iki 4 500 JAV dolerių brangiems elektros instaliacijos patobulinimams, reikalingiems trims fazėms, todėl apie 78 iš kiekvienų 100 naujų elektrinių automobilių savininkų gali tiesiogiai įsirengti įkroviklį namuose. Daugelyje miestų 41 skirtingose valstijose siūlomos grąžinamos lėšos, kurios pradines išlaidas sumažina maždaug 30 % ar net iki pusės įprastų sąnaudų. Be to, visko įrengimas paprastai užtrunka tik 3–5 darbo dienas, o ne laukti 2–4 visų savaičių, kol energijos tiekimo įmonė patvirtintų tris fazes. Todėl nenuostabu, kad dauguma žmonių automobilius įkrauna namuose naudodami vienfazes sistemas – apie du trečdalius visų buitinių įkrovimo atvejų, nors šios sudaro tik apie 40 % visų viešųjų įkrovimo stočių visoje šalyje.

Vienfazės EV įkroviklio našumas realiomis sąlygomis

Įkrovimo greičio vertinimas kasdieninei veiklai ir gyvenimo būdui

7,7 kW vienfazis įkroviklis per naktį 4–8 valandas papildo 60–80 % 60–100 kWh EV baterijos. Tai atitinka 25–50 mylių diapazono pridėjimą kas valandą – daugiau nei pakankamai 89 % kasdieniems nuvažiavimams iki 40 mylių. Įkrovimo kreivė dinamiškai koreguojama, kad būtų apsaugotas baterijos sveikata, palaikant daugiau nei 90 % efektyvumą per kartotinus ciklus.

Ar vienfazis įkrovimas yra pakankamas šiuolaikinėms EV baterijų talpoms?

Kraunant dešimt valandų 7,7 kW galia suteikia apie 77 kWh energijos, ko pakaktų daugumai vidutinio dydžio elektrinių automobilių su daugiau nei 300 mylių nuvažiavimo riba visiškai įkrauti. Žinoma, trifazės sistemos gali įkrauti greičiau, tačiau atsižvelgiant į JAV energetikos departamentui būdingus skaičius, apie 78 procentai elektrinių automobilių vairuotojų kasdien turi važiuoti mažiau nei 50 mylių. Sistema taip pat aprūpinta pažangiomis temperatūros reguliavimo funkcijomis, kurios užtikrina sklandų veikimą tiek esant šalčiui iki minus 4 laipsnių pagal Farenheitą, tiek karščiui iki 113 laipsnių pagal Farenheitą (tai atitinka temperatūrą nuo -20 iki 45 laipsnių Celsijaus). Tai reiškia, kad vienfazis įkrovimas puikiai veikia visais metų laikais be jokių problemų.

Tendencijų analizė: vienfazio įkrovimo populiarėjimas gyvenamosiose vietovėse

2024 m. 58 % naujų vieno šeimos namų buvo įrengti su iš anksto prijungta vienfaze EV įkrovos sistema, palyginti su 42 % 2022 m. Komunalinių paslaugų skatinimo priemonės sumažino įrengimo išlaidas 20–35 %, palyginti su trifaziais sprendimais. Miesto planuotojai teikia pirmenybę vienfazėms sistemoms dėl jų nedidelės vidutinės apkrovos vienam automobiliui – 3–5 kW, kas leidžia plačiai diegti jas rajonuose, neperkraunant vietinių transformatorinių stočių.

Vienfazės elektromobilio įkroviklio suderinamumas ir ateities mastelio keitimas

Užtikrinamas plačiai taikomas suderinamumas su esamais elektromobilių modeliais ir jungtukais

Dauguma vienfazių įkroviklių yra aprūpinti standartiniais jungtukais, tokiais kaip J1772 Šiaurės Amerikoje ir Type 2 visoje Europoje. Pagal pramonės ataskaitas, šie jungtys veikia su apie 95 procentais elektrinių automobilių visame pasaulyje 2024 metais. Beveik visos rinkos didžiosios markės taip pat priėmė šį standartą – pavyzdžiui, Tesla, Ford, net Hyundai modeliai dabar puikiai tinka. Naujausias 2023 metų SAE International tyrimas parodė, kad šios vienfazės sistemos puikiai susidoroja su dauguma esamų elektrinių automobilių, ypač tų, kurių baterijų talpa mažesnė nei 100 kWh. Kasdieniam važinėjimui jie yra visiškai tinkami ir nereikalauja nieko sudėtingo ar brangaus.

Mišrių EV parkų naudojimo atvejai gyvenamosiose vietovėse ir mažose bendruomenėse

Vienfaziai įkrovikliai gana gerai tinka daugiabučiams ir bendriems stovėjimo vietų plotams, kuriose skirtingų tipų elektriniai automobiliai atvažiuoja ir išvažiuoja. Kai šie įkrovikliai naudojami kartu su elektros energijos vartojimo laiku pagrįstais kainodaros planais, jie paskirsto elektros energijos vartojimą naktį per mažesnio apkrovimo valandas, todėl niekieno grandinės nebūna perkraunamos. Paimkime Kalifornijoje esantį pastatą su dvylika butų vienetų kaip pavyzdį. Įrengus šešis tokius vienfazius įkrovimo terminalus, gyventojai pastebėjo apie trisdešimt procentų sumažėjusius mėnesinius įkrovimo sąskaitas. Tokios sutaupytos sumos yra tikrai prasmingos žmonėms, gyvenantiems butuose arba bendrasavininkystės būstuose, kurie neturi privačių garažų savo automobiliams.

Gretamumos problemų sprendimas rajonuose, kur naudojama vienfazė infrastruktūra

Galimybė didinti elektromobilių įkrovimo infrastruktūrą labiau priklauso nuo to, kad būtų platinti OCPP atitinkantys įkrovikliai. Šie įkrovikliai naudoja taip vadinamą Atvirą įkrovimo vietos protokolą (Open Charge Point Protocol), kuris leidžia operatoriams centrinėje vietoje valdyti elektros apkrovas, taip pat geriau integruotis su esamomis elektros tinklų sistemomis. Pažvelkite į vietas, kur jau daug žmonių važinėja elektromobiliais, pavyzdžiui, Norvegijoje ar Kalifornijoje – čia energijos tiekimo įmonės įgyvendina tai, kas vadinama dinaminiu apkrovos balansavimu. Tai padeda išvengti elektros sistemos perkrovos, kai vienu metu įkraunama per daug automobilių. Pagal 2024 m. Rocky Mountain Institute paskelbtą tyrimą, jei tinkamai valdysime šias vienfazes elektros tinklo sistemas, naudodami pažangias įtampos lygio kontrolės technikas ir reaguodami į paklausos svyravimus, vienas transformatorius galėtų aptarnauti apie 50 elektromobilių vietoj dabartinių 25. Tokio pobūdžio patobulinimai labai svarbūs plėtojant elektromobilių naudojimą be didelių investicijų į senėjančią mūsų elektros infrastruktūrą.

DUK

Kas yra vienfazis EV įkroviklis?

Vienfazis EV įkroviklis – tai toks įkroviklio tipas, kuris naudoja vieną kintamosios srovės bangos formą elektromobilių įkrovimui, suderinamas su standartinėmis buitinėmis elektros sistemomis, veikiančiomis 120–240 voltų įtampa.

Kodėl vienfazis įkrovimas yra patogus naudoti namuose?

Vienfazis įkrovimas yra patogus naudoti namuose, nes jį galima sumontuoti be didelių skydo modernizavimų, jis veikia su esamomis buitinėmis grandinėmis ir yra ekonomiškesnis lyginant su trifazio sistema.

Kaip vienfazis įkrovimas veikia elektromobilio įkrovimo našumą?

Elektromobilio integruotas įkroviklis nustato maksimalų įkrovimo greitį iš vienfazių šaltinių, todėl našumas priklauso nuo automobilio modelio ir jo gebėjimo priimti kintamąją srovę.

Ar pigiau sumontuoti vienfazį EV įkroviklį?

Taip, vienfazės EV įkrovimo įrenginio įrengimas paprastai kainuoja 60–75 % mažiau lyginant su trifazėmis sistemomis dėl mažesnių infrastruktūros reikalavimų ir platesnio suderinamumo su esamomis buitinėmis sistemomis.