Η φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, δεν σημαίνει ότι όλη η ηλεκτρική ενέργεια που αγοράζουμε από το δίκτυο, καταλήγει τελικά στην μπαταρία. Ένα μέρος της ενέργειας χάνεται κατά τη διαδικασία φόρτισης και σύμφωνα με μελέτη της γερμανικής ADAC, το ποσοστό αυτό μπορεί να διαφέρει σημαντικά ανάλογα με τον τρόπο φόρτισης, την ισχύ και τη θερμοκρασία της μπαταρίας.
Το γεγονός αυτό, έχει ιδιαίτερη σημασία για τους ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων, καθώς η κατανάλωση που εμφανίζεται στον υπολογιστή του οχήματος, δεν αντιστοιχεί απαραίτητα στην πραγματική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώθηκε από το δίκτυο. Η διαφορά προκύπτει από τις απώλειες κατά τη φόρτιση, οι οποίες επιβαρύνουν το κόστος χρήσης, χωρίς να προσθέτουν αντίστοιχη ενέργεια στην μπαταρία.
Η απλή οικιακή πρίζα έχει τις μεγαλύτερες απώλειες
Η ADAC εξέτασε τη φόρτιση με εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), συγκρίνοντας πέντε ηλεκτρικά μοντέλα: Mercedes CLA 350 EQ, Renault 5 E-Tech, Tesla Model Y, Volvo EX30 και Volkswagen ID.7. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 10% και 90% της χωρητικότητας της μπαταρίας και σε θερμοκρασία 20-30°C.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ξεκάθαρα ότι η συμβατική οικιακή πρίζα των 2,3 kW είναι η λιγότερο αποδοτική λύση. Οι απώλειες έφτασαν:
Mercedes CLA 350 EQ: 24,2%
Renault 5 E-Tech: 13,7%
Tesla Model Y: 12,7%
Volvo EX30: 14,2%
Volkswagen ID.7: 15,3%
Αντίθετα, με φορτιστή 11 kW οι απώλειες μειώθηκαν σημαντικά, από 5,1% στο Renault 5 E-Tech έως 7% στο Volvo EX30. Το Volvo ήταν και το μοναδικό μοντέλο της δοκιμής που υποστήριζε φόρτιση 22 kW, με τις απώλειες να περιορίζονται στο 6,7%.
Η περίπτωση της Mercedes CLA 350 EQ ήταν η πιο χαρακτηριστική. Με την οικιακή πρίζα, οι απώλειες έφτασαν το 24,2%. Η ADAC αποδίδει το αποτέλεσμα, μεταξύ άλλων, στο γεγονός ότι ο ενσωματωμένος φορτιστής, περιόριζε το ρεύμα στα 8 Α, με αποτέλεσμα η διαδικασία να διαρκεί περισσότερο. Όσο περισσότερο παραμένει το αυτοκίνητο συνδεδεμένο με χαμηλή ισχύ, τόσο μεγαλύτερη γίνεται η επίδραση των βοηθητικών καταναλώσεων.
Γιατί χάνεται ενέργεια κατά τη φόρτιση;
Οι απώλειες δεν προέρχονται αποκλειστικά από την μπαταρία ή τα καλώδια. Σημαντικό ρόλο παίζουν τα ηλεκτρονικά συστήματα του αυτοκινήτου, καθώς και το ηλεκτρικό κύκλωμα των 12 V, τα οποία παραμένουν ενεργά όσο το όχημα φορτίζει.
Η κατανάλωση αυτών των βοηθητικών συστημάτων, μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 100 και 300 W. Σε μια σύντομη φόρτιση η επίδραση είναι περιορισμένη, όμως όταν το αυτοκίνητο χρειάζεται πολλές ώρες για να φορτίσει, η συγκεκριμένη κατανάλωση, αποκτά μεγαλύτερη σημασία.
Παράλληλα, απώλειες μπορεί να προκύψουν και από την ηλεκτρική εγκατάσταση του σπιτιού. Σύμφωνα με την ADAC, οι απώλειες στην καλωδίωση μπορούν, εντός των ορίων που προβλέπουν οι γερμανικοί κανονισμοί, να φτάσουν έως και το 4%. Το ζήτημα μπορεί να είναι σημαντικότερο σε παλαιότερες εγκαταστάσεις, ή σε σπίτια όπου το γκαράζ βρίσκεται μακριά από τον ηλεκτρικό πίνακα.
Ωστόσο, μία από τις σημαντικότερες πηγές απωλειών, είναι ο ενσωματωμένος φορτιστής του αυτοκινήτου, ο οποίος μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα του δικτύου, σε συνεχές ρεύμα, που μπορεί να αποθηκευτεί στην μπαταρία.
Γι’ αυτό ένας κατάλληλος οικιακός φορτιστής, δεν προσφέρει μόνο μεγαλύτερη άνεση και ασφάλεια. Η υψηλότερη ισχύς φόρτισης, μειώνει και τον χρόνο κατά τον οποίο λειτουργούν τα βοηθητικά συστήματα του αυτοκινήτου, περιορίζοντας έτσι τις συνολικές απώλειες.
Τι ισχύει με τη φόρτιση από φωτοβολταϊκά;
Η φόρτιση με πλεονάζουσα ενέργεια από φωτοβολταϊκά, αποτελεί μια ενδιαφέρουσα εξαίρεση. Η ADAC κατέγραψε απώλειες μεταξύ 8% και 12,8%, ποσοστό υψηλότερο από αυτό ενός φορτιστή 11 kW.
Ο λόγος είναι ότι η διαθέσιμη ισχύς από τα φωτοβολταϊκά, μπορεί να είναι χαμηλότερη. Παρότι η διαδικασία είναι λιγότερο αποδοτική από πλευράς ενέργειας, μπορεί να εξακολουθεί να έχει νόημα οικονομικά, καθώς αξιοποιείται ηλεκτρική ενέργεια, που έχει παραχθεί από τον ίδιο τον χρήστη και διαφορετικά θα μπορούσε να μείνει ανεκμετάλλευτη.
Η γρήγορη φόρτιση DC είναι πιο αποδοτική
Στη γρήγορη φόρτιση συνεχούς ρεύματος (DC), η εικόνα αλλάζει. Η μετατροπή από AC σε DC πραγματοποιείται στον ίδιο τον σταθμό φόρτισης και όχι στον ενσωματωμένο φορτιστή του αυτοκινήτου.
Έτσι περιορίζεται ένα σημαντικό μέρος των απωλειών που παρατηρούνται στη φόρτιση AC. Σύμφωνα με τις μετρήσεις της ADAC, οι απώλειες μετατροπής στους σταθμούς ταχείας φόρτισης, ήταν κατά μέσο όρο περίπου 3%.
Υπάρχει όμως ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να αυξήσει σημαντικά την κατανάλωση: η θερμοκρασία της μπαταρίας.
Κατά τη γρήγορη φόρτιση, η μπαταρία πρέπει να διατηρείται σε κατάλληλο θερμοκρασιακό εύρος. Όταν είναι κρύα, το αυτοκίνητο χρειάζεται επιπλέον ενέργεια για να την προθερμάνει πριν μπορέσει να δεχθεί υψηλή ισχύ φόρτισης. Αυτή η ενέργεια καταναλώνεται από το δίκτυο, άρα ο χρήστης πληρώνει και για αυτήν, ακόμη και αν δεν καταλήξει στην μπαταρία ως αποθηκευμένη ενέργεια.
Η θερμοκρασία της μπαταρίας αλλάζει τα δεδομένα
Η ADAC εξέτασε τέσσερα μοντέλα — Hyundai Ioniq 6, Renault Mégane E-Tech Electric, Tesla Model Y και Volkswagen ID.3 — φορτίζοντας 30 kWh και καταγράφοντας την ενέργεια που αντλήθηκε από το δίκτυο, σε σχέση με αυτή που κατέληξε τελικά στην μπαταρία.
Με την μπαταρία ήδη ζεστή και έτοιμη να φορτίσει, οι απώλειες μέσα στο αυτοκίνητο ήταν μόλις 1%-4%. Στους 23°C, το Hyundai Ioniq 6 είχε απώλειες 1%, το Renault Mégane E-Tech 4%, το Tesla Model Y 3% και το Volkswagen ID.3 επίσης 3%.
Σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 0°C, οι απώλειες αυξήθηκαν. Με προηγούμενη προετοιμασία της μπαταρίας έφτασαν έως 6%, ενώ χωρίς προθέρμανση καταγράφηκαν ακόμη υψηλότερα ποσοστά:
Tesla Model Y: 10%
Renault Mégane E-Tech: 8%
Volkswagen ID.3: 7%
Hyundai Ioniq 6: 6%
Η προθέρμανση της μπαταρίας κατά την οδήγηση προς τον φορτιστή, δεν σημαίνει ότι εξοικονομείται ενέργεια. Απλώς μεταφέρει μέρος της κατανάλωσης από τη διαδικασία φόρτισης στο ίδιο το ταξίδι. Το πλεονέκτημα είναι ότι η μπαταρία φτάνει στον φορτιστή στην κατάλληλη θερμοκρασία και μπορεί να ξεκινήσει αμέσως τη γρήγορη φόρτιση.
Οι συνολικές απώλειες μπορεί να φτάσουν το 15%
Σύμφωνα με την ADAC, όταν συνυπολογίζονται οι απώλειες μετατροπής αλλά και η ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση ή την ψύξη της μπαταρίας, οι συνολικές απώλειες κατά τη γρήγορη φόρτιση, μπορούν να κυμανθούν μεταξύ 5% και 15%.
Το ποσοστό επηρεάζεται και από την ποσότητα ενέργειας που φορτίζεται. Όσο περισσότερες kWh προστίθενται στην μπαταρία, τόσο μικρότερη γίνεται αναλογικά η επίδραση της ενέργειας που καταναλώθηκε, για την αρχική προετοιμασία της.
Παρότι η γρήγορη φόρτιση DC είναι ενεργειακά πιο αποδοτική από τη φόρτιση σε μια απλή οικιακή πρίζα, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι και φθηνότερη. Η τιμή ανά kWh στους δημόσιους ταχυφορτιστές είναι συνήθως υψηλότερη από το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι.
Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος φόρτισης;
Το βασικό συμπέρασμα της μελέτης είναι ότι η φόρτιση στο σπίτι με έναν κατάλληλο φορτιστή, είναι προτιμότερη από τη συμβατική πρίζα, όταν το όχημα και η ηλεκτρική εγκατάσταση επιτρέπουν υψηλότερη ισχύ. Η υπερβολικά αργή φόρτιση, μπορεί να αυξήσει τις σχετικές απώλειες, επειδή τα ηλεκτρονικά συστήματα του αυτοκινήτου, παραμένουν ενεργά για περισσότερες ώρες.
Η γρήγορη φόρτιση DC είναι πιο αποδοτική από πλευράς μετατροπής, αλλά η κατανάλωση μπορεί να αυξηθεί, όταν η μπαταρία είναι πολύ κρύα ή πολύ ζεστή. Για αυτό η θερμική διαχείριση και η σωστή προετοιμασία της μπαταρίας, έχουν σημαντικό ρόλο.
Η μελέτη της ADAC αναδεικνύει επίσης ένα ζήτημα που συχνά δεν γίνεται αντιληπτό: η κατανάλωση που εμφανίζεται στο αυτοκίνητο, δεν περιλαμβάνει απαραίτητα όλη την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτήθηκε για την επαναφόρτιση της μπαταρίας.
Τελικά, δύο ηλεκτρικά αυτοκίνητα με ίδια κατανάλωση κατά την οδήγηση, μπορεί να χρειάζονται διαφορετική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για να αναπληρώσουν την ενέργεια που χρησιμοποίησαν. Η διαφορά εξαρτάται από το όχημα, τον φορτιστή, την ισχύ φόρτισης και τη θερμοκρασία της μπαταρίας.
Για ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, επομένως, δεν έχει σημασία μόνο πόση ενέργεια καταναλώνει στον δρόμο, αλλά και πόση ενέργεια χρειάζεται για να την ανακτήσει μέσω της φόρτισης.
Πηγή: ADAC
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Facebook
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Google news
