Hogyan lehet a napelem termelését optimálissá tenni villanyautóval?

Hogyan gyorsítható fel a napelem megtérülése villanyautóval, illetve hogyan lehet a napelem termelését optimalizálni? 

Statisztikák szerint a villanyautózás szerelmesei többségében napelemtulajdonosok is egyúttal. A napelemek elszámolásával kapcsolatos hírek nyomán talán benned is megfogalmazódott már a kérdés: vajon hogyan lehet kimaxolni a villanyautó töltését napelemmel?

Ebben a blogbejegyzésben erre a kérdésre keressük a választ.

Mi az aktuális helyzet a napelem piacon?

Picit messzebbről érdemes indulni, hogy jól átlátható legyen a helyzet. 2023-ban még az ún. éves szaldó elszámolás él, ami azt jelenti, hogy csak a megtermelt és a felhasznált energia különbözetét kell kifizetnie a tulajdonosnak az áramszolgáltató felé és csak éves viszonylatban vizsgálják ezt a mérleget. 2024-től kezdődően várhatóan nem évente, hanem havonta kell elszámolni, azaz márciustól októberig túltermelés a valószínűbb, míg az őszi-téli hónapokban vásárolni kell energiát az áramszolgáltatótól. A szabályozás részletei még erősen kérdésesek. Az is lehet, hogy visszavonnak minden változtatást az eddig telepített napelemeknél. De azért érdemes felkészülni, bármelyik pillanatban módosíthatják a játékszabályokat.

Az már biztosnak tűnik, hogy aki 2024-ben köt szerződést az áramszolgálatatóval (azaz telepít napelemet), az már bruttó elszámolásba kerül. Ennek a valósidejűség a lényege, tehát ha a napelemek többlet energiát termelnek, amit a háztartás nem tud felhasználni, azt a szolgáltató ugyan megvásárolja, de csak nagyon alacsony áron. Ha pedig a napelemek nem termelnek eleget és nagyobb a fogyasztás, az áramot normál áron kell megfizetni.

A trend mindenesetre egyértelmű: arra haladunk, hogy az energiát a termelés pillanatában vagy fel kell használni vagy el kell tárolni.

Felhasználás vagy tárolás?

Az elektromos autók töltéskor viszonylag nagy elektromos teljesítményt képesek felvenni és elég sok áramot képes eltárolni az autó akkumulátora is, ezért az azonnali energiafelhasználásnak jó eszköze lehet. Ezzel együtt ez nem 100%-os megoldás, hiszen nem lehetünk mindig ott, ahol a termelés zajlik, nem lóghat állandóan a töltőn az autó. Emellett egyelőre nem tudjuk visszanyerni az autó akkumulátorából az energiát, tehát, csak közlekedésre tudjuk felhasználni a napelemmel megtermelt energiát. (Ez alól némi kivételt jelent a V2L (vehicle to load), amely bizonyos típusok esetén már elérhetővé teszi, hogy egy kávéfőzőt vagy más elektromos berendezést az akkumulátorról üzemeltessünk, de egy teljes háztartás ellátására azért ez még kevés, ugyanis 1 fázison 16 Amper leadására használható. Ez jól jön horgászatkor vagy egy hétvégi házban, de a családi házunk áramellátásának biztosítására ez nem alkalmas.) A 100%-os és hosszú távú megoldás az akkumulátoros tárolás (vagy az energia alternatív módon történő eltárolása), amely egyúttal nagyfokú függetlenséget is biztosít tulajdonosának.

Hogyan lehet napelemről tölteni az autót?

Két fő megoldás létezik:

1. Alap megoldás a JPÉ (józan paraszti ész 😊) szabály szerint: napsütéses időszakra időzítjük a töltést. TIPP: ha emellett a napelem átlagos teljesítményéhez igazítjuk a töltő teljesítményét is, az még jobb. Ha appról vezérelhető a töltő és van benne napon belüli teljesítménymenedzsment funkció, akkor megközelítőleg akkora teljesítményre lehet állítani a töltést, amennyit a napelem termel.

Vigyázat, van egy csapda!

Az elektromos és plug-in hibrid járműveknél általános szabály, hogy a minimális töltőáram 6 Amper fázisonként. Ennél kisebb áramerősség esetén a töltés nem indul el. Ezért van az, hogy az állítható töltők (EVSE-k) legkisebb beállítható értéke a 6 Amper. 6 Amper 1 fázison 1,3 kW, 3 fázison pedig 4,2 kW teljesítménynek felel meg. Ha túl kicsi a napelem rendszer vagy éppen 4,2 kW-nál kevesebbet termel, akkor egy 3 fázisú napelem rendszer esetén önmagában ezzel el sem indulna a villanyautó töltése. Vagyis először tisztázni kell, hogy a napelem rendszer 1 vagy 3 fázison termel-e. (Régebben telepítettek 1 fázisú napelem rendszert is, de ma már csak 3 fázisút telepítenek.) Az 1 fázisú napelem rendszerek a teljes termelést 1 fázison adták le, így ezzel könnyebben összejön az 1,3 kW, de 3 fázisú rendszereknél – persze mérettől függően – nehezebben teljesül ez a feltétel.

Például: a mi napelem rendszerünk 3 fázisú, de csak 4,5 kWp-s, azaz elméletileg 4,5 kW csúcsteljesítmény leadására képes. Így a max. teljesítménye viszonylag kevés, ezért csak ritkán adódik olyan eset, hogy 100%-ban napelemről tudunk tölteni. Még ha tökéletesen napos idő is van, általában szükség van plusz áramra a hálózatból is.

Ráadásul a napelemünk napi termelése 15 és 30 kWh között ingadozik, így például a 64 kWh-s autónk esetében akár 2-3 napot is kellene várnunk, hogy csak napelemről teljesen feltöltsön, ami nem túl életszerű.

2. A professzionális megoldás az, ha van egy olyan töltő, amely egy okosmérő segítségével folyamatosan monitorozza a napelem rendszer termelését és dinamikusan úgy alakítja a töltés teljesítményét, hogy ne termeljen a hálózatra a napelem feleslegesen.

Hogyan lehet a napelemet és a töltőt professzionálisan összekötni?

Ehhez szükség van egy napelemes töltést támogató fali töltőre (vagy töltőoszlopra), valamint a hozzá tartozó okosmérőre. Az okosmérő adatot szolgáltat arról, hogy aktuálisan mennyi áram és milyen irányba folyik át rajta (a hálózatból az ingatlan felé vagy fordítva). Az információ alapján a töltő ehhez igazítja a töltőáramot. A napelemes töltés akkor optimális, amikor az okosmérőn nem folyik át áram, vagyis nem kell áramot vételezni a hálózatból, de a napelem sem termel többletet. Tehát amennyi áramot megtermel a napelem, azt mind felhasználja a ház és a töltő együtt. Így persze ha bekapcsolunk mondjuk egy porszívót, akkor az is vesz fel áramot, így csökken a villanyautó töltési teljesítménye, de a porszívó kikapcsolásakor újra megemelkedik. A lényeg, hogy a termelt áramot valós időben fel is használjuk. A töltőt és az okosmérőt az esetek többségében kábellel kell összekötni, de vannak már wifis megoldások is.

Mi történik, ha nem süt eléggé a nap?

Aggodalomra nincs ok, az ilyen töltőkön általában 3 funkció közül lehet választani:

1. Csak napelemes töltés, amikor csak akkor megy a töltés, ha a napelem ehhez termel elegendő áramot.
2. Gyorstöltés, amikor nem vesszük figyelembe a termelést, mert minél előbb fel szeretnénk tölteni az autót, ilyenkor maximális a töltőáram.
3. Kiegészítő napelemes töltés, ami akkor is képes tölteni az autót, ha kevés a napelem aktuális termelése. Ezt úgy oldja meg, hogy a hálózatból annyi energiát vételez, hogy a töltőáramot kiegészítse a minimális 6 Amperre (ami 3 fázis esetén kb. 4,2 kW töltési teljesítménynek felel meg).

Hol itt a kompromisszum?

Ha 100%-ban a napelemről töltünk, a töltési időt nem tudjuk biztosan előre, általában hosszabb lesz a feltöltés ideje. Nyáron gyorsabb lesz a töltés, de télen szinte sosem tudunk napelemről tölteni, mert ahhoz elég nagy napelem rendszer kell, hogy egy felhős-ködös időben is összejöjjön a három fázison minimális 4,2 kW.

Mely töltők képesek a napelemes töltésre? Lássunk néhány példát!

• Osztrák töltőberendezés fantasztikus ár-érték aránnyal
• Ugyanez a töltő oszlopra szerelt kivitelben
• Top kategóriájú Mennekes német gyártó terméke
• Cseh gyártó töltőoszlopa, amely 2×22 kW-os kivitelben, illetve falra szerelhető verzióban is elérhető digitális kijelzővel
• A legtöbb online applikációs funkcióval rendelkező, ügyfélszolgálattal támogatott magyar gyártású fali töltő

Használhatjuk napenergia tárolásra az autónk akkumulátorát is?

A V2G (vehicle to grid) vagy a V2H (vehicle to home) a gyakorlatban még nem érhető el két ok miatt. 2023-ban piaci forgalomban nem kaphatók még olyan autók, amelyeknek szoftveresen is engedélyt adtak volna arra, hogy ne csak betölteni lehessen az akkuba, hanem onnan kinyerni is energiát. (A hardver több típusnál már adott.) A Nissan Leaf-et eredetileg úgy tervezték, hogy a CHAdeMO csatlakozóján keresztül képes legyen a V2G funkcióra, de ezt Európában a gyakorlatban nem lehet még kihasználni, erre nagyon ígéretes, kísérleti fázisban lévő projektek vannak. A CCS csatlakozójú autóknál is van már elméleti megoldás erre, de sorozatgyártású autónál ezt még nem vetették be.

Mekkora napelemes rendszert érdemes telepíteni?

Az adatok alapján általánosságban elmondható, hogy egy megfelelően tájolt, 1 kWp-os napelem rendszer 1000-1200 kWh árammennyiséget is jelenthet évente. Egy villanyautóval 100 km megtételéhez kb. 20-25 kWh szükséges veszteséggel együtt. Vagyis 1 kWp-nyi napelem kb. 5-6.000 km megtételét biztosítja a villanyautós számára. De ehhez mindig nappal kell töltenünk az autót és éjjel közlekedni vele, ami nem túl életszerű. De valahonnan el kell indulni, a töltési szokásokat is figyelembevéve érdemes tervezni. Mi a 4,5 kWp-s rendszerünkkel nagyjából fedezzük a közlekedésünk energiaigényét, de a háztartás fogyasztását ezzel már nem tudjuk 100%-ban kiegészíteni.

Összefoglalva elmondható, hogy akinek van napeleme, érdemes előbb-utóbb megoldania, hogy nappal, napelemről töltse az autót, valamilyen automatikus rendszerrel. Még ha 2024 januárjától mégsem vezetik be a havi szaldó elszámolást, valamikor át kell majd térni a mostaninál kevésbé kedvező elektromos energia elszámolásra, ezért érdemes felkészülni erre úgy, hogy saját magunk valós időben felhasználjuk a saját rendszerünk által megtermelt energiát. Ehhez pedig az elektromos autó nagyon jó partner. Ha te is szeretnéd megoldani otthon vagy munkahelyeden a napelemes töltést, fordulj hozzánk bizalommal.