A ideia de carregar um veículo elétrico diretamente do sol tem um certo atrativo. Sem rede, sem conta de eletricidade, apenas energia limpa diretamente para o carro. Parece demasiado simples. E, nalguns aspectos, é mesmo. Tendo analisado algumas configurações diferentes - desde pequenas unidades portáteis a instalações domésticas completas - a realidade é um pouco mais complexa do que o marketing por vezes sugere.
Dito isto, o carregamento por energia solar é absolutamente real. Funciona. Mas a forma como funciona, e se faz sentido para uma determinada situação, depende de alguns factores-chave.
Este é um olhar sobre o que um carregador de veículos eléctricos alimentado por energia solar e como todo o sistema se articula.
O que é realmente um carregador de veículos eléctricos alimentado a energia solar
É comum pensar-se que um carregador de veículos eléctricos alimentado a energia solar é um dispositivo único, como um carregador normal com um painel solar acoplado. Não é bem assim que funciona. Em vez disso, trata-se de um sistema. Os painéis solares geram eletricidade DC. Essa eletricidade vai para algum lado. Depois, o automóvel carrega-se.
As principais configurações
Existem três configurações básicas, cada uma com diferentes soluções de compromisso.
| Configuração | Como funciona | Melhor para |
|---|---|---|
| Energia solar ligada à rede + carregador de veículos eléctricos | Os painéis solares alimentam a casa; o carro carrega-se da rede; a contagem líquida compensa o custo | Proprietários de casas que pretendem facturas de cobrança mais baixas sem complexidade |
| Solar + bateria + carregador | Os painéis carregam uma bateria; o automóvel carrega-se a partir da bateria (e da rede eléctrica como reserva) | Casas fora da rede ou para quem pretende um verdadeiro carregamento com energia solar |
| Carregador solar portátil | Pequenos painéis solares alimentam uma bateria portátil, que por sua vez carrega o automóvel | Utilização de emergência, campismo, carregamento muito lento |
A maioria das pessoas que fala de um carregador de veículos eléctricos alimentado a energia solar refere-se, na realidade, à primeira opção - energia solar ligada à rede com um carregador de veículos eléctricos. O automóvel não é alimentado diretamente pelos painéis no momento exato do carregamento, mas ao longo de um ano, a energia solar gerada é igual ou superior ao consumo do automóvel. É uma abordagem contabilística, mas funciona.
Como funciona um carregador de veículos eléctricos alimentado a energia solar, passo a passo
Vejamos um sistema doméstico típico. A luz solar atinge os painéis solares no telhado. Os painéis produzem eletricidade DC. Um inversor converte essa corrente contínua em corrente alternada (porque a casa e a maioria dos carregadores funcionam em corrente alternada). Essa energia CA vai para o quadro elétrico da casa. A partir daí, pode alimentar luzes, electrodomésticos ou - quando o carro está ligado à corrente - um carregador EV de nível 2.
O papel da contagem de energia eléctrica
Aqui é que a coisa fica interessante. Quando o sol está a brilhar e o carro não está em casa, os painéis solares continuam a produzir energia. Esse excesso volta para a rede eléctrica. O contador da rede eléctrica roda para trás (metaforicamente, pelo menos), acumulando créditos. Mais tarde, nessa noite, quando o carro está ligado à corrente e a carregar, a casa recorre à rede eléctrica. Mas esses créditos compensam o custo. O carro funciona efetivamente com energia solar, mas não em tempo real.
Do ponto de vista da observação, esta é a abordagem mais prática para a maioria dos proprietários de casas. Não necessita de baterias. É compatível com os horários de trabalho (carro no escritório durante as horas de maior intensidade solar). E é a forma menos dispendiosa de obter um carregamento "alimentado por energia solar".
A abordagem baseada em baterias
Para alguém que queira que o carro carregue diretamente do sol - sem envolvimento da rede - são necessárias baterias. Os painéis solares carregam um banco de baterias durante o dia. À noite, quando o carro está em casa, a bateria descarrega-se na Estação de carregamento DC (ou, mais comummente, um carregador de nível 2 através de um inversor). O automóvel nunca entra em contacto com a rede eléctrica.
A contrapartida é o custo. As baterias acrescentam milhares de dólares ao sistema. Para a maioria das pessoas, a abordagem de contagem líquida ligada à rede faz mais sentido em termos financeiros. Mas para casas fora da rede ou para aqueles que querem energia de reserva durante as falhas, as baterias são a resposta.
Um carregador portátil pode ser alimentado por energia solar?
Sim, mas com ressalvas. Há pequenas, carregador portátil unidades que incluem painéis solares desdobráveis e uma bateria incorporada. São essencialmente bancos de energia gigantes com entrada solar. Ligue o carro à corrente e a bateria descarrega-se no veículo.
A realidade, porém, é que os carregadores solares portáteis são lentos. Um sistema solar portátil típico pode gerar 200-400 watts com sol perfeito. Isso acrescenta talvez 2-4 milhas de autonomia por hora de luz solar direta. Para uma viagem de campismo nocturna em que o carro fica parado durante dias, funciona. Para a condução diária, nem por isso.
O que se tem visto no mercado é que estes carregadores solares portáteis são melhor considerados como equipamento de emergência ou de lazer. Não são um substituto para um carregador doméstico. Mas para quem acampa fora da rede ou quer uma verdadeira reserva que não dependa da rede, eles têm um lugar.
O que é necessário para um carregador de veículos eléctricos alimentado a energia solar em casa
A montagem de um sistema requer vários componentes. Nem todos são caros, mas têm de funcionar em conjunto.
A lista de componentes
1. Painéis solares: Dimensionados para corresponder ao consumo anual de energia do automóvel. Um veículo elétrico típico consome 3.000-5.000 kWh por ano, o que requer cerca de 3-5 kW de painéis solares (10-15 painéis, dependendo da eficiência).
2. Inversor: Converte a corrente contínua dos painéis em corrente alternada para a casa e o carregador. Os inversores de cadeia são comuns; os microinversores são outra opção.
3. Carregador de veículos eléctricos: Um carregador normal de nível 2 (7-11 kW). Não é necessário nada de especial - qualquer bom carregador funciona.
4. Montagem e cablagem: Suportes de tejadilho, condutas, seccionadores.
5. Bateria opcional: Para otimização fora da rede ou do tempo de utilização.
Considerações sobre o dimensionamento
Um erro comum é subdimensionar o painel solar. Um veículo elétrico aumenta significativamente a procura de eletricidade. Uma casa que utilizava 10 000 kWh por ano antes de ter um veículo elétrico pode necessitar de mais 50% de capacidade solar depois de adicionar o automóvel. Verificando a eficiência do automóvel (quilómetros por kWh) e a quilometragem anual, obtém-se o número.
Cálculo aproximado: 12.000 milhas por ano divididas por 3 milhas por kWh é igual a 4.000 kWh. A $0,15 por kWh, são $600 por ano em eletricidade. Os painéis solares que produzem 4.000 kWh por ano podem custar $8.000-12.000 antes dos incentivos. O retorno do investimento é de 10-15 anos, dependendo das tarifas de eletricidade locais e dos incentivos solares.
As realidades práticas
Algumas coisas que vale a pena saber antes de mergulhar.
A velocidade de carregamento não é afetada
O automóvel não sabe nem quer saber se a eletricidade veio de painéis solares ou da rede. Um carregador de nível 2 fornece a mesma potência de qualquer forma. Não há penalização da velocidade. Não há adaptadores especiais. Liga-se e funciona.
A hora do dia é importante
Sem baterias, o carro carrega-se mais rapidamente quando o sol está a brilhar - se o carro estiver em casa durante o dia. Para as pessoas que trabalham fora de casa, isso significa que o carro carrega à noite a partir da energia da rede, enquanto os créditos solares acumulados durante o dia compensam o custo. Funciona financeiramente, mas o carro não está literalmente a funcionar com a luz do sol.
Para reformados, trabalhadores remotos ou qualquer pessoa com o carro estacionado em casa durante o dia, um desviador solar (um dispositivo que envia automaticamente o excesso de energia solar para o carro) pode carregar o carro diretamente em tempo real.
Ajuda dos incentivos
Os créditos fiscais federais nos EUA cobrem 30% dos custos do sistema solar. Alguns estados e serviços públicos acrescentam os seus próprios incentivos. A instalação de carregadores de veículos eléctricos também pode ser elegível. O custo líquido após os incentivos pode ser significativamente inferior ao preço de etiqueta.
Perguntas comuns que surgem
O carregador tem de ser especial? Não. Qualquer carregador normal de nível 2 para veículos eléctricos funciona. A parte solar ocorre a montante.
Um carregador de veículos eléctricos alimentado por energia solar pode funcionar durante uma falha de energia? Só se o sistema tiver baterias e for concebido para ficar isolado (desligado da rede). A maioria dos sistemas ligados à rede desliga-se durante os cortes de energia por razões de segurança.
Valerá a pena? Em termos financeiros, depende das tarifas de eletricidade locais, da insolação solar e dos incentivos. Em locais com custos de eletricidade elevados (Califórnia, Havai, partes da Europa), o carregamento solar tem um retorno mais rápido. Em zonas com carvão ou energia hidroelétrica baratos, a matemática é mais difícil.
FAQ
Quantos painéis solares são necessários para carregar um veículo elétrico?
Normalmente 10-15 painéis (3-5 kW) para cobrir uma média anual de condução de 12.000 milhas. O número exato depende da eficiência dos painéis, da luz solar local e da eficiência do veículo.
Posso utilizar um carregador de veículos eléctricos alimentado por energia solar sem uma bateria doméstica?
Sim. A energia solar ligada à rede com contagem líquida é a configuração mais comum. O carro carrega-se da rede, mas os créditos solares compensam o custo ao longo do tempo.
Quanto tempo demora a carregar um veículo elétrico com painéis solares portáteis?
Muito lentamente. Uma pequena instalação solar portátil (200-400 watts) acrescenta 2-4 milhas de autonomia por hora de sol direto. É melhor para carregamentos de emergência ou para acampar, não para carregamentos diários.
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