Jedną z największych zalet samochodów elektrycznych w porównaniu ze spalinowymi jest to, że można je po prostu ładować w domu lub w pracy, zamiast jeździć na stację benzynową. Zwłaszcza jeśli samochód służy głównie do dojazdów do pracy, załatwiania spraw czy wożenia dzieci na trening, najczęściej będzie to właśnie ładowanie prądem przemiennym (AC). Zwykle zakłada się, że użytkownik podłącza samochód w domu codziennie lub kilka razy w tygodniu, na przykład po powrocie z pracy, i zostawia go do naładowania. Ponieważ jednak samochód stoi przy ładowarce długo, schematy ładowania inne niż domyślne natychmiastowe doładowanie mogą przynieść różne korzyści. Na tym właśnie polega inteligentne ładowanie. Ten wpis ma być prostym przewodnikiem po teorii i praktyce inteligentnego ładowania.
Czym jest inteligentne ładowanie?
Termin „inteligentne ładowanie” (smart charging) bywa używany na różne sposoby, ale w uproszczeniu można powiedzieć, że oznacza ładowanie samochodu inaczej niż domyślnie – czyli nie od razu po podłączeniu, lecz tak, by osiągnąć określony cel. Takie cele to na przykład:
- Obniżenie kosztów ładowania. Może to oznaczać po prostu ładowanie wyłącznie w nocy w taryfie dwustrefowej (co, trzeba przyznać, nie jest zbyt wyrafinowane) albo ładowanie w najtańszych godzinach taryfy dynamicznej.
- Minimalizacja emisji CO2. Samochód ładuje się wtedy, gdy emisyjność energii z sieci jest niska, czyli gdy podłączone do sieci farmy wiatrowe i fotowoltaiczne pracują z pełną mocą.
- Minimalizacja obciążenia sieci. Ładowanie wtedy, gdy sieć jest mniej obciążona. (Dynamiczna cena energii sama w sobie bywa już sygnałem popytu i obciążenia sieci, ale operatorzy sieci eksperymentują też z taryfami dynamicznymi, które odzwierciedlają obciążenie sieci bezpośrednio.)
- Udział w usługach elastyczności. Powstają nowe usługi, takie jak DSR (ang. demand-side response, czyli odpowiedź strony popytowej), wirtualne elektrownie (VPP) itp., które w gruncie rzeczy pomagają stabilizować sieć.
- Zwiększenie autokonsumpcji energii z fotowoltaiki na dachu. Celem jest tu zużycie wyprodukowanej energii na miejscu, w domu, co zwiększa niezależność energetyczną, ale oczywiście korzystnie wpływa też na koszty, emisje CO2 i obciążenie sieci.
Z perspektywy całego systemu inteligentne ładowanie samochodów będzie integralną częścią przyszłego systemu energetycznego – bardzo dobrze uzupełnia zmienną produkcję ze źródeł odnawialnych, co widać na poniższym wykresie IRENA:
Oś Y pokazuje dobowy przebieg produkcji z fotowoltaiki i wiatru oraz zużycie floty EV z inteligentnym ładowaniem i bez niego. Celem jest jak najlepsze dopasowanie krzywej zużycia do krzywej produkcji.
Oczywiście dla pojedynczego gospodarstwa domowego główną korzyścią z inteligentnego ładowania będą zwykle oszczędności, ale dobrze zrobione inteligentne ładowanie służy jednocześnie domowi i całemu systemowi – te dwie perspektywy nie stoją ze sobą w sprzeczności.
Sposoby inteligentnego ładowania
Jak jednak inteligentnie ładować samochód w praktyce? Masz do wyboru kilka możliwości.
Samochód elektryczny i jego aplikacja
Większość samochodów elektrycznych i ich aplikacji oferuje proste funkcje inteligentnego ładowania, na przykład zaplanowanie ładowania na noc. Dużą zaletą samochodu i jego aplikacji jest to, że mają one komplet informacji o pojeździe, w tym aktualny i docelowy stan naładowania (SoC). Te dane pozwalałyby planować sesje ładowania, jednak w praktyce możliwości inteligentnego ładowania w większości aplikacji producentów są dość ograniczone.
Ładowarka EV i jej aplikacja
Twój wallbox to naturalny punkt wyjścia do inteligentnego ładowania. Często taki system jest od razu przygotowany do równoważenia obciążenia między kilkoma ładowarkami w jednej instalacji, jeśli zajdzie taka potrzeba. Nowoczesne ładowarki, takie jak Easee, Wallbox czy Zaptec, mają własne aplikacje, które pozwalają zdalnie sterować ładowaniem i mogą oferować dodatkowe funkcje. Producenci ładowarek rozszerzają też ofertę o moduły sprzętowe do ładowania nadwyżką z fotowoltaiki – mierzą one bieżącą produkcję PV i zużycie domu przez interfejsy sprzętowe. Taki sprzęt oznacza jednak dodatkowy koszt. Ponadto, według naszej wiedzy, popularne ładowarki nie mają wbudowanej obsługi taryf dynamicznych.
Trzeba koniecznie zrozumieć jedną rzecz (być może wbrew intuicji): ładowarki AC nie znają stanu naładowania Twojego samochodu. Ładowarka nie wie więc, ile energii musi jeszcze dostarczyć, zanim akumulator będzie pełny. Dostaje jedynie sygnał od samochodu, gdy ten skończy ładowanie, ale nie potrafi z wyprzedzeniem „zaplanować” długości sesji. Za to często potrafi płynnie regulować moc ładowania i/lub przełączać się między ładowaniem jedno- a trójfazowym, czyli sterować szybkością ładowania. Przydaje się to przy ładowaniu nadwyżką z fotowoltaiki – ładowarka pobiera wtedy dokładnie tyle mocy, ile wynosi bieżąca nadwyżka. Przydaje się też do równoważenia obciążenia albo po to, by nie wybiło zabezpieczenia, gdy w domu o ograniczonej mocy przyłączeniowej pracują inne duże odbiorniki.
Osobne aplikacje do inteligentnego ładowania
Istnieje wiele aplikacji (Jedlix, Optiwatt, Gridio…), które umożliwiają inteligentne ładowanie EV, co zwykle oznacza ładowanie wtedy, gdy prąd jest najtańszy. Niektóre (np. Monta) pozwalają wybrać, co jest ważniejsze: niska cena czy niska emisyjność. Aplikacje te zwykle łączą się z Twoim EV przez API platformy chmurowej producenta samochodu – logujesz się danymi konta u producenta i udzielasz aplikacji dostępu do pojazdu.
Aplikacja pobiera ceny energii na następny dzień i na podstawie aktualnego oraz docelowego stanu naładowania oblicza, ile energii trzeba doładować. Następnie rozkłada potrzebną liczbę godzin ładowania na najtańsze godziny doby.
Komunikacja z samochodem przez API wymaga, by aplikacja stale sprawdzała jego stan. Po podłączeniu samochód zaczyna się ładować. Gdy tylko aplikacja zauważy, że samochód jest podłączony i się ładuje, zatrzymuje lub wstrzymuje sesję do czasu wyliczonego okna ładowania i dopiero wtedy ją wznawia. Kluczowe są tu dobry interfejs i czytelne komunikowanie stanu przez aplikację: jeśli samochód przestaje się ładować kilka minut po podłączeniu, a użytkownik nie kojarzy, że to sprawka zainstalowanej aplikacji do inteligentnego ładowania, może pomyśleć, że z samochodem coś jest nie tak.
Niektóre z tych aplikacji łączą się też z ładowarką, co pozwala sterować sesjami przez ładowarkę, a nie tylko przez samochód (choć bez dostępu do stanu naładowania), a część oferuje również połączenie z falownikiem, by ładować nadwyżką z fotowoltaiki. Główny nacisk kładą jednak na połączenie z EV i ładowanie z sieci po najniższej cenie.
Warto pamiętać o jednej ważnej rzeczy: Twój samochód potrzebuje zasięgu sieci komórkowej, żeby się wybudzić i przyjąć polecenia z aplikacji. Jeśli stoi np. w garażu podziemnym, może nie mieć zasięgu i aplikacja nie zdoła się z nim połączyć, by sterować ładowaniem. Wi-Fi nie wystarczy, gdy samochód przejdzie w tryb uśpienia – zwykle wybudzić go może tylko sygnał sieci komórkowej (GSM). Zwróć jednak uwagę, że gdy tylko Twój wallbox rozpocznie ładowanie, wybudza również podłączony samochód. W garażu podziemnym inteligentne ładowanie przez wallbox może więc być jedyną opcją. Wadą jest wtedy brak informacji o stanie naładowania pojazdu. (Idealny byłby system, który łączy dane z ładowarki i z EV, gdy podłączone są oba.)
Aplikacja Twojego dostawcy energii z inteligentnym ładowaniem
Coraz więcej dostawców energii oferuje inteligentne ładowanie w swoich aplikacjach dla klientów. Pionierami byli „nowi” dostawcy, tacy jak Tibber, ale z podobną ofertą coraz częściej wychodzą także tradycyjni dostawcy. Funkcja lub aplikacja do inteligentnego ładowania jest często produktem white-label od jednego z popularnych dostawców rozwiązań B2C.
Dostawcy energii mają tę przewagę, że mogą powiązać inteligentne ładowanie ze swoimi taryfami i oferować specjalne stawki lub zniżki kierowcom EV, którzy podłączą pojazd i pozwolą dostawcy sterować jego ładowaniem. Dostawca energii lub operator sieci zyskuje na tym, oferując moc na tzw. rynkach elastyczności, optymalizując krótkoterminowe zakupy energii lub po prostu dbając o stabilność sieci. Zyskiem często dzieli się z użytkownikiem albo jest on już „wliczony” w specjalną taryfę, którą mu oferuje.
Systemy i aplikacje do zarządzania energią w domu
Inteligentne ładowanie jest też częścią systemów zarządzania energią w domu (HEMS), zwłaszcza tych przeznaczonych dla zelektryfikowanych gospodarstw domowych z fotowoltaiką, pompą ciepła, EV itp.
Dużą zaletą HEMS jest to, że widzi pełny obraz zużycia energii i produkcji z fotowoltaiki w domu, podczas gdy opisane wcześniej rozwiązania mają „widok” ograniczony. Komplet informacji pozwala podejmować najlepsze decyzje optymalizacyjne, na przykład kiedy i w jakiej kolejności włączać poszczególne urządzenia. Inteligentne ładowanie EV można więc traktować jako jedną z funkcji zarządzania energią w domu jako całością.
Wiele systemów HEMS wyrosło z optymalizacji autokonsumpcji energii z fotowoltaiki i dlatego często są na niej mocno skupione (z magazynem energii lub bez). Dopiero niedawno niektóre z nich zaczęły też uwzględniać taryfy dynamiczne, co pozwala jeszcze bardziej obniżyć koszty energii pobieranej z sieci.
Inną cechą tradycyjnych HEMS jest to, że wymagają lokalnego sprzętu, a ich instalacja i konfiguracja w panelach pełnych ustawień bywa skomplikowana. Lokalny sprzęt i stałe okablowanie mają swoje zalety – dają dodatkową niezawodność. W przypadku inteligentnego ładowania EV takie systemy mogą jednak sterować wyłącznie przez ładowarkę, chyba że producent dołoży do nich również chmurowe API.
Niektóre nowsze systemy HEMS (jak nasz Zerofy) działają wyłącznie w chmurze, bez lokalnego sprzętu. Pomyśl o nich jak o aplikacji do inteligentnego ładowania na sterydach albo o HEMS nowej generacji. Opierają się wyłącznie na kontach chmurowych poszczególnych urządzeń (falownika, pompy ciepła, ładowarki/EV itp.), dzięki czemu ich konfiguracja jest prosta i tania (oszczędzasz od 500 do nawet ponad 1000 euro kosztów początkowych!). Nie trzeba instalować żadnego dodatkowego sprzętu – wystarczy połączyć poszczególne usługi przez ich konta chmurowe.
Jak inteligentnie ładować samochód: która opcja jest dla Ciebie?
To, która opcja będzie dla Ciebie najlepsza, zależy od Twojej instalacji i Twoich nawyków:
- Masz tylko EV i ładujesz go głównie z sieci? A może dom z fotowoltaiką, pompą ciepła i innymi urządzeniami? W pierwszym przypadku może wystarczyć prosta aplikacja do inteligentnego ładowania, w drugim polecamy HEMS.
- Masz taryfę dynamiczną, która pozwoli w pełni wykorzystać inteligentne ładowanie?
- Masz własną ładowarkę, do której możesz codziennie podłączać samochód? A może dzielisz ją z innymi mieszkańcami budynku?
- Parkujesz w miejscu, w którym Twój samochód ma zasięg, czy na przykład w garażu podziemnym? W tym drugim przypadku musisz mieć możliwość sterowania ładowaniem przez ładowarkę, a nie przez EV.
I wreszcie: aby naprawdę skorzystać z inteligentnego ładowania, warto wyrobić sobie nawyk podłączania samochodu tak, by był podłączony przez większość czasu postoju.
Na tym kończymy przegląd sposobów inteligentnego ładowania. A jeśli chcesz od razu wypróbować inteligentne ładowanie i zarządzanie energią w domu, daj szansę Zerofy. Wystarczy pobrać aplikację i połączyć w niej swoje EV i pozostałe urządzenia.