Ładowanie samochodu elektrycznego z instalacji fotowoltaicznej zlokalizowanej w pewnej odległości od miejsca ładowania wiąże się z koniecznością przesyłu energii przez długie odcinki przewodów. W takich przypadkach rosną znacząco tzw. straty cieplne – czyli energia, która zamiast dotrzeć do pojazdu, zamieniana jest na ciepło i bezpowrotnie tracona. W dłuższej perspektywie może to wpływać na efektywność energetyczną systemu oraz zwiększać realne koszty ładowania.
Jak fotowoltaika współpracuje z wallboxem na dużym dystansie?
W sytuacjach, gdy fotowoltaika zamontowana jest w znacznej odległości od punktu ładowania – np. na gruncie przy granicy działki, na dachu oddalonego budynku gospodarczego lub na hali produkcyjnej – przesył prądu do wallboxa wymaga odpowiedniego okablowania. Prąd płynący przez przewody napotyka opór elektryczny, który prowadzi do strat energetycznych w postaci ciepła. Straty te rosną wraz z długością przewodu, jego przekrojem i wartością przesyłanego prądu. Dlatego instalacja fotowoltaika zasilająca wallbox z odległości np. 50 metrów, wymaga starannie dobranego przekroju kabla, by uniknąć niepotrzebnych strat sięgających nawet kilku procent energii.
Jak oblicza się straty cieplne w przewodach?
Straty cieplne oblicza się według wzoru P=I²·R, gdzie „P” to moc strat (w watach), „I” to natężenie prądu (w amperach), a „R” to oporność przewodu. Oporność zależy od długości przewodu, jego przekroju i rodzaju materiału (najczęściej miedź). Im większy prąd ładowania i dłuższy kabel, tym wyższe straty. Przykładowo: dla instalacji ładowanej prądem 32 A, przewód o długości 50 m i przekroju 2,5 mm² może powodować stratę rzędu nawet 500–800 W, co przy codziennym ładowaniu daje zauważalny ubytek rocznej energii. Aby ograniczyć takie zjawisko, rekomenduje się zwiększenie przekroju przewodu – np. do 6 mm² – co redukuje oporność i minimalizuje konwersję energii w ciepło.
Wpływ strat na efektywność ładowania auta
Dla właścicieli samochodów elektrycznych każda kilowatogodzina ma znaczenie – szczególnie, gdy energia pochodzi z własnej instalacji fotowoltaicznej. Jeśli ładowanie odbywa się z dużą stratą przesyłową, czas ładowania może się wydłużać, a w skali roku tracone są dziesiątki kilowatogodzin, które mogłyby zostać wykorzystane efektywniej. Straty cieplne wpływają także na nagrzewanie się kabli, co może obniżać ich żywotność i wymagać dodatkowego zabezpieczenia instalacji. W kontekście długoterminowej eksploatacji, nawet 5–7% straty energii rocznie przekłada się na setki złotych utraconych oszczędności, które miałyby trafić bezpośrednio do baterii auta.
Jak minimalizować straty w praktyce?
Najskuteczniejszym sposobem ograniczenia strat cieplnych jest zastosowanie przewodów o większym przekroju i jak najkrótsza trasa przesyłowa. W przypadku instalacji oddalonych, warto też rozważyć zasilanie wallboxa z magazynu energii zlokalizowanego bliżej miejsca ładowania – wtedy PV może przesyłać energię niskim prądem w ciągu dnia, a auto ładowane jest zmagazynowaną energią wieczorem. Innym rozwiązaniem może być lokalizacja wallboxa bliżej źródła PV – np. w garażu z zadaszeniem fotowoltaicznym. Fotowoltaika powinna być zawsze projektowana z uwzględnieniem lokalizacji odbiornika końcowego, czyli samochodu, by zapewnić nie tylko produkcję, ale i sprawny przesył energii.
Czy straty cieplne mogą przekreślić opłacalność ładowania z PV?
W większości przypadków odpowiednio zaprojektowany system fotowoltaika nie generuje strat cieplnych na poziomie, który całkowicie przekreślałby sens ładowania auta. Jednak w instalacjach amatorskich lub niewłaściwie dobranych, przy dużych odległościach i cienkich przewodach, straty mogą być na tyle duże, że znacznie obniżą efektywność systemu. Dlatego warto powierzyć projektowanie i wykonanie takiej instalacji profesjonalistom, którzy wezmą pod uwagę parametry techniczne, straty przesyłowe i dopasują rozwiązanie do stylu ładowania oraz specyfiki posesji.