Potenciál domácí fotovoltaické elektrárny pro nabíjení elektromobilu

K pořízení fotovoltaické elektrárny na svůj dům nás vedou různé motivy – finanční úspora v nákladech na elektřinu, částečná soběstačnost, přístup k elektřině v době výpadků ale také nabíjení elektromobilu. A právě na tento motiv se podíváme blíže.

K ukázkovému výpočtu nám poslouží existující fotovoltaická hybridní elektrárna na rodinném domku na severo-východním okraji Prahy. Konfigurace elektrárny je 5,28kWp instalovaného výkonu na jižní střeše se sklonem 45°C, což je ideální případ instalace. Elektrárna je pak připojena k jednofázovému ALL-IN-ONE bateriovému úložišti NS Mayor 12.5 dodavatele NANO SOLAR. Toto zařízení obsahuje všechny důležité komponenty fotovoltaické elektrárny (kromě FV panelů) v jednom boxu, tedy měnič 5kW, regulátory nabíjení z fotovoltaických panelů i bateriové úložiště 12kWh. 

Elektrárna je provozována v tzv. ostrovním režimu, tedy bez dodávek do distribuční sítě a slouží pro pokrytí části vlastní spotřeby rodinného domu, jehož roční spotřeba je průměrně 4600kWh. Denní průměrná spotřeba je 12kWh a to bez zahrnutí potřeby nabíjení elektromobilu.

Od prosince 2019 je tato elektrárna využívána také, nikoliv výhradně, k nabíjení elektromobilu s baterií 75kWh. Elektromobil je využíván jako druhé rodinné auto pro cesty s dětmi a do práce s průměrným denním nájezdem do 80km. Při spotřebě elektromobilu 19kWh/100km tak vozidlo spotřebuje každý den 15kWh. Při delších jízdách se k nabíjení využívají veřejné dobíjecí stanice.

Základním problémem při využití domácí fotovoltaické elektrárny pro nabíjení elektromobilu je nesoulad doby, kdy má fotovoltaická elektrárna nejvyšší výkon, a doby, kdy je elektromobil doma a může se nabíjet. Nejvyšší výkon má totiž fotovoltaická elektrárna v polovině dne, kdy většinou nikdo není doma. Elektřina vyráběná v tuto dobu se tak akumuluje do baterie ALL-IN-ONE úložiště nebo pokrývá vlastní spotřebu rodinného domu. Jak je vidět na Obrázku 3, zimní měsíce dle očekávání nejsou schopny poskytnout dostatek vyrobené energie ani k pokrytí vlastní spotřeby rodinného domu. V březnu se však situace zlepšuje a duben a květen poskytují zajímavé výnosy vyrobené energie, která výrazně převyšuje potřebu rodinného domu.

Duben a květen poskytují dostatek energie pro vlastní spotřebu rodinného domu i pro nabíjení elektromobilu. V našem modelovém příkladu je využita jednofázová elektrárna, proto i pro nabíjení elektromobilu je využívána jednofázová 3kW nabíječka. Ta dobije 15kWh spotřebovaných průměrně denně elektromobilem za 5 hodin. Pokud by byl elektromobil „doma“ v poledním a brzkém odpoledním čase, pak by fotovoltaická elektrárna mohla být plně využita pro jeho nabíjení. Elektromobil se však vrací většinou po 17. hodině, v době, kdy je již slunce hodně na západě. I když tedy elektrárna ve slunné sny stále vyrábí, již neposkytuje potřebný výkon pro nabíjení, který je min. 3kW. Pro nabíjení elektromobilu je tak částečně využívané bateriové úložiště, jehož kapacita 12kWh ale není pro potřeby elektromobilu dostatečná.