Image
10.7.2019 0 Comments

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: TYPY NABÍJACÍCH STANÍC

Základný predpoklad na používanie elektromobilu je nabíjanie batérie. Čistý elektromobil má batériu ako jediný zdroj energie, a tak najdôležitejšie parametre elektromobilu sú kapacita batérie a možnosti nabíjania. Nabíjanie sa môže uskutočniť dvoma cestami. Prvá, základná je integrovaná nabíjačka pevne nainštalovaná vo vozidle. Tá sa napája z externého zdroja striedavého prúdu a môže mať rôzny výkon. Druhá možnosť je nabíjanie jednosmerným prúdom zo špeciálnej rýchlonabíjačky.

AC nabíjanie

Možnosť nabíjania striedavým prúdom majú všetky elektromobily aj plug-in hybridy. Vďaka tomu sa dá každé z týchto vozidiel nabíjať aj z bežnej domácej 230 V zásuvky, ktorá je označovaná ako Shuko. Takéto nabíjanie môže prebiehať maximálnym výkonom 2,2 až 2,4 kW. Ten obmedzuje automatika vozidla hlavne preto, aby sa zabránilo prehriatiu či požiaru vedenia v prípade pripojenia k inštalácii nespĺňajúcej všetky bezpečnostné požiadavky. Ak je aj vedenie kvalitné, zväčša nie je dimenzované na trvalý odber viac ako 10 A. Tu je na mieste poznámka: Všeobecne panuje predstava, že elektromobil sa dá nabíjať z akejkoľvek zásuvky vrátane trojfázových. V princípe je to pravda a na internete možno kúpiť množstvo rôznych káblov a redukcií. Na druhej strane sa treba pozrieť na ponuky výrobcov elektromobilov, či predávajú takéto káble. A veru nepredávajú. K všetkým elektromobilom sa štandardne dodáva nabíjací kábel pre bežnú 230 V zásuvku Shuko a voliteľne kábel pre verejné nabíjačky s konektorom typu 2 (Mennekes). Na druhej strane má zástrčku typu 2 alebo typu 1 podľa toho, čo je nainštalované na vozidle. Niektoré automobilky aj tento kábel dodávajú vo výbave. 

Úskalie používania redukčných káblov na štandardné trojfázové 400 V zásuvky je v tom, že nikdy neviete, v akom stave je inštalácia, ku ktorej budete vozidlo pripájať. Ak je nesprávne zapojená alebo sú vodiče poddimenzované, môže dôjsť na jednej strane ku skratovaniu zásuvky alebo preťaženiu inštalácie, čo môže pokojne skončiť aj požiarom domu. Na druhej strane sa poškodí nabíjačka v automobile, čo takisto nie je ani príjemná, ani lacná záležitosť. Preto odporúčame použiť v prípade domáceho nabíjania takzvaný wallbox. Ten obsahuje potrebnú elektroniku, vďaka ktorej nabíjačka vo vozidle identifikuje výkon napájania, a obsahuje aj ochranu. Navyše by mal byť zárukou toho, že jeho montáž vykonával odborník. Wallboxy môžu poskytovať výkon až do 43 kW, čo zodpovedá 63 A trojfázovej prípojke. Samozrejme, hlavne pri inštalácii v rodinnom dome treba brať do úvahy, že v takomto prípade si majitelia riadne priplatia v elektrárňach za rezervovanú kapacitu. Aj z tohto dôvodu sa väčšina wallboxov v súčasnosti vyrába s výkonom do 22 kW, zodpovedajúcim 32 A trojfázovému napájaniu. Pri predpoklade, že sa bude elektromobil doma nabíjať zväčša cez noc, v prípade 22 kW wallboxu sa nabije bežný elektromobil typu nového Renault Zoe Z.E40 s batériou s kapacitou 41 kWh zhruba za 2,5 hodiny. V prípade vozidla Tesla Model S s 85 kWh batériou to bude asi 4 až 4,5 hodiny. To je v oboch prípadoch prijateľný čas, takže investícia do výkonnejšieho wallboxu, respektíve prívodu by sa vyplatila iba v prípade, že treba nabíjať viac elektromobilov. Pokiaľ ide o nabíjanie striedavým prúdom, od domovej zásuvky Schuko až po wallboxy stále je v hre vstavaná integrovaná nabíjačka. Batérie totiž potrebujú na nabíjanie jednosmerný prúd a práve o to sa musí v tomto prípade postarať vstavaná nabíjačka. A tu sa dostávame k veľmi dôležitému parametru, na ktorý treba brať zreteľ už pri nákupe elektromobilu. Ako príklad poslúži VW e-UP alebo BMW i3 so štandardne vstavanou nabíjačkou s výkonom iba 3,6 kW (za silnejšiu si možno priplatiť). V tomto prípade je zbytočné dimenzovať domáci wallbox na vysoké výkony, pokiaľ ho interná nabíjačka nedokáže využiť. Pri cestovaní sa situácia výrazne mení, hlavne ak je naplánovaná cesta za hranice dojazdu elektromobilu. Pri dlhších cestách určite nikto nechce tráviť niekoľko hodín prestávkami na nabíjanie. Práve na tento účel slúžia rýchlonabíjačky, ktoré dokážu batériu elektromobilu dobiť na 80 % zhruba za 20 až 30 minút. No ak je viac času, môže sa nabíjať aj dlhšie. Napríklad Hyundai IONIQ Electric sa dobije na 94 % asi za 40 až 45 minút, potom automatika nabíjanie zastaví. Nissan Leaf aj e-NV200 umožňuje aj na rýchlonabíjačke dobitie na 100 %, ale nad 95 % je už nabíjanie veľmi pomalé a ide skôr o stratu času.

Doba nabíjania

Dĺžka nabíjania závisí od viacerých faktorov. Tie základné sú nabíjací výkon, kapacita batérie a miera vybitia. Dá sa vypočítať podľa jednoduchého vzorca: Kapacitu akumulátora vydelíme nabíjacím výkonom. Takže ak sa hoci Hyundai IONIQ Electric s akumulátorom s kapacitou 28 kWh nabíja z nabíjačky 50 kW, plné nabitie bude trvať asi 40 až 45 minút, pri nabíjaní z bežnej 220 V zásuvky s výkonom 3 kW to bude asi 9,5 hodiny. Tieto výpočty platia pri vybitej batérii, v praxi sú nabíjacie časy zväčša kratšie.

Na elektromobiloch sú dva typy konektorov na AC nabíjanie. Typ 1 využíva hlavne Nissan, Mitsubishi a niekoľko ďalších výrobcov. Postupne sa však vytráca a pri nových modeloch ho nahrádza univerzálnejší typ 2 Mennekes. Má ho nový Nissan Leaf. Typ 2 sa čoraz viac presadzuje a má ho dnes väčšina elektromobilov a plug-in hybridov. Je inštalovaný aj na všetkých rýchlonabíjačkách v úlohe AC nabíjania. Používajú ho i vozidlá Tesla, tu však na staniciach Supercharger slúži aj na jednosmerné rýchle nabíjanie. V tejto súvislosti treba pripomenúť, že na nabíjačkách a wallboxoch Tesla nemožno (aspoň dosiaľ) nabíjať iné elektromobily.  

Káble a konektory

Pri dlhšej ceste treba energiu dočerpať do vozidla čo najrýchlejšie. Napriek tomu, že je elektromobilita v súčasnom chápaní záležitosť niekoľkých rokov, neexistuje jednotný štandard ich nabíjania. Rýchlonabíjačky sú zvyčajne vybavené trojicou káblov, kompatibilných so všetkými u nás používanými zásuvkami štandardov: typ 2 Mennekes na striedavé (AC) nabíjanie, CCS (Combined Charging System), to znamená konektor typu 2, doplnený dvojicou výkonových kontaktov na jednosmerné nabíjanie, a CHAdeMO (Charge de Move). V podstate každá rýchlonabíjačka okrem tých ultrarýchlych umožňuje nabíjanie striedavým prúdom s výkonom 22 kW alebo 43 kW. Takéto nabíjanie závisí hlavne od výkonu internej nabíjačky. Ďalší variant je jednosmerné rýchle nabíjanie obchádzajúce internú nabíjačku. Výkonovú časť má inštalovanú v externej nabíjačke, vozidlo sa tak stará iba o riadenie procesu nabíjania. Možnosť rýchleho nabíjania jednosmerným prúdom je pre elektromobily zásadná, hlavne ak nedisponujú vstavanou nabíjačkou s výkonom aspoň 22 kW. Žiaľ, aj za túto funkciu si treba pri niektorých modeloch priplácať. Ak má elektromobil iba možnosť pomalého nabíjania do 3,6 kW, je jeho použitie obmedzené výhradne na jazdenie v meste alebo blízkom okolí v rámci dojazdu. Na to si treba dať pri nákupe pozor.

Nabíjacie stanice

Pri budovaní siete rýchlonabíjacích staníc sa ako prvé pokrývajú hlavné cestné koridory definované európskou legislatívou, ktoré sa vyznačujú najvyššou mierou tranzitnej dopravy. Spravidla sa nabíjacie stanice umiestňujú tak, aby vzdialenosť medzi nimi nebola väčšia než 60 km a aby sa zároveň mohli využiť aj v rámci mestskej elektromobility. Takže ak je to možné, umiestňujú sa v blízkosti miest či obcí. Pochopiteľne, na umiestnenie rýchlonabíjačky treba splniť viac podmienok. V prvom rade musí byť dostupná potrebná kapacita elektrického vedenia a vhodné miesto na vybudovanie parkovacích miest s nabíjacím stojanom. Nezanedbateľná je aj ponuka doplnkových služieb, ako je občerstvenie, sociálne zariadenia, pripojenie Wi-Fi či reštaurácie. Predsa len nabíjanie trvá niekoľko desiatok minút a používateľ môže tento čas zmysluplne využiť. Nabíjačky sa väčšinou projektujú s dvojicou parkovacích miest. Novšie nabíjacie stanice umožňujú spoločné nabíjanie v kombinácii AC + DC, takže sa môže súčasne nabíjať jedno vozidlo striedavým prúdom cez typ 2 Mennekes a druhé jednosmerným buď CCS, alebo CHAdeMO. V niektorých vyťaženejších lokalitách a uzlových bodoch zahusťujú operátori sieť nabíjacích staníc pridávaním ďalších nabíjacích stojanov, aby bolo možné súčasne nabíjať aj vozidlá s rovnakými konektormi. Zaujímavý typ nabíjačky, ktorá bola uvedená do prevádzky začiatkom roka 2018 v Bratislave, je Grid­Booster. Ide o vôbec prvú nabíjačku tohto typu. Jej zvláštnosť je v tom, že využíva prídavnú batériu, ktorá sa počas nečinnosti nabíjačky pomaly dobíja a táto energia sa potom dá využiť na nabíjanie automobilov. Batéria sa okrem siete môže nabíjať aj z obnoviteľných zdrojov, čím sa šetria náklady. GridBooster má dvojicu nabíjacích stojanov a umožňuje súčasné nabíjanie až štyroch vozidiel (2× AC + 2× DC). Batéria má kapacitu 52 kWh. Nabíjačka vďaka nej umožní nabíjanie až výkonom 100 kW, pričom 50 kW pochádza z batérie. Tento režim však v čase písania našej publikácie ešte nebol spustený. 

Autorizácia a platby

Ako prebieha nabíjanie z pohľadu infraštruktúry? Ak ide o voľne použiteľné nabíjacie stanice, tie nemusia mať žiadnu autorizáciu. Často sa však využíva autorizácia kartou RFID. Takýto systém fungoval ešte pred spoplatnením napríklad na nabíjačkách ZSE. Za nabíjanie sa neplatilo, ale bolo treba mať prístupovú kartu od ZSE. GreenWay má nabíjanie spoplatnené a na autorizáciu možno využiť kartu RFID, mobil alebo hotline. Nabíjacie stanice sú pripojené k internetu väčšinou prostredníctvom bezdrôtovej 3G siete, prípadne káblom. Toto pripojenie slúži na diaľkovú kontrolu a monitoring, ako aj na autorizáciu. Po príjazde k nabíjačke sa treba najprv prihlásiť pomocou uvedených spôsobov, po overení si zvoliť typ konektora, ktorým sa bude nabíjať. Po pripojení konektora už stačí iba potvrdiť začiatok nabíjania. Nabíjačka prostredníctvom kábla komunikuje s vozidlom a nastaví typ a výkon nabíjania. Ak je všetko v poriadku, nabíjanie sa spustí a automaticky sa uzamkne konektor, aby ho nebolo možné počas nabíjania odpojiť. Po nabití vozidla sa nabíjanie vypne a konektor sa odomkne, aby ho prípadne mohol použiť niekto iný. Ak treba nabíjanie prerušiť, nastáva opätovná autorizácia, aby nabíjačka umožnila odpojiť kábel. Nabíjačka potom vypne nabíjanie a odomkne kábel. Niektoré vozidlá musíte odomknúť alebo špeciálnym tlačidlom odomknúť aj kábel. Ten sa potom už iba vytiahne a uloží späť do stojana. Miesta na nabíjanie sú vyhradené a stáť sa na nich môže iba počas nabíjania, bez ohľadu na to, že ide o elektromobil, preto treba ihneď po nabití miesto uvoľniť. Toto je jedna z vecí, ktoré patria k nepísaným pravidlám elektromobilistu. Výhodou zriadenia účtu u jednotlivých operátorov je okrem nižšej ceny aj možnosť kontroly nabíjania cez mobilný telefón, možnosť rezervácie nabíjacieho miesta aj autorizácie, ak si napríklad vodič zabudne prístupovú kartu. Ak sa stane, že sa zdrží na rokovaní, dokáže pomocou mobilu aj diaľkovo ukončiť nabíjanie, aby uvoľnil nabíjačku pre ďalšieho používateľa. V aplikácii je navyše informácia o tom, či konkrétna nabíjacia stanica funguje, či nie je obsadená. A nájdete tu zväčša aj prehľad o svojich nabíjaniach a faktúrach.

Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Ročenka

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: Budúcnosť elektromobility

08.07.2019 13:41

Automobilky majú s elektromobilitou veľké plány a masívne investujú do jej rozvoja. Už tento rok jasne naznačuje to, čo predpovedajú aj experti: že v horizonte najbližších piatich rokov bude nástup el ...

Ročenka

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: RÝCHLONABÍJACIE STANICE

04.07.2019 13:31

Okrem domáceho nabíjania, ktoré sa rieši zväčša wallboxom alebo príležitostne nabíjaním z domácej 220 V zásuvky, je veľmi dôležitá súčasť nabíjacej infraštruktúry sieť rýchlonabíjacích staníc. Rýchlo ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

AMCHAM 2019

Najnovšie videá

elearn

IT GALA stvorec 2019