EN
Οι σημερινοί φορτιστές AC λειτουργούν μαζί με τον ενσωματωμένο μετατροπέα του ηλεκτρικού οχήματος για να μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα από το ηλεκτρικό δίκτυο σε συνεχές ρεύμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το αυτοκίνητο. Η ταχύτητα με την οποία λειτουργούν αυτοί οι φορτιστές εξαρτάται από τρία βασικά πράγματα που λειτουργούν μαζί: το επίπεδο της τάσης, το οποίο συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 120 βολτ και 240 βολτ, την ποσότητα του ρεύματος που διέρχεται, το οποίο κυμαίνεται συνήθως από 12 αμπέρ έως 80 αμπέρ, και τέλος τη συνολική ισχύ που εκφράζεται σε χιλιάδες βατ (kW). Ο τελευταίος αριθμός προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό της τάσης επί το ρεύμα. Για παράδειγμα, ένας φορτιστής 7,4 kW που λειτουργεί σε 240 βολτ με 30 αμπέρ. Αυτός ο φορτιστής φορτίζει περίπου τρεις φορές πιο γρήγορα από τον βασικό φορτιστή Level 1 ισχύος 1,4 kW που χρησιμοποιούν οι περισσότεροι χρήστες, γεγονός που σημαίνει ότι οι οδηγοί ξοδεύουν πολύ λιγότερο χρόνο αναμένοντας να φορτιστεί το αυτοκίνητό τους κάθε μέρα.
| Χαρακτηριστικό | Φορτιστής Επιπέδου 1 | Φορτιστής επιπέδου 2 |
|---|---|---|
| Φορτίο | 120v | 208V–240V |
| Μέση ταχύτητα φόρτισης | 3–5 χιλιόμετρα/ώρα | 15–30 χιλιόμετρα/ώρα |
| Εγκατάσταση | Κοινή πρίζα | Απαιτείται αφιερωμένο κύκλωμα |
| Καλύτερο για | Έκτακτη/περιστασιακή χρήση | Καθημερινή φόρτιση στο σπίτι/εργασιακό χώρο |
Οι φορτιστές Επιπέδου 2, οι οποίοι μπορούν να παρέχουν έως και 19,2kW έξοδο, είναι η προτιμώμενη επιλογή για οικιακές και εργασιακές εγκαταστάσεις λόγω των ταχύτερων ταχυτήτων φόρτισης. Ενώ το Επίπεδο 1 παραμένει κατάλληλο για υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα με μικρότερες μπαταρίες ή για περιστασιακή χρήση, ο βραδύς ρυθμός του το καθιστά απρακτικό για πλήρως ηλεκτρικά οχήματα με μεγαλύτερες μπαταρίες.
Αρκετές μεταβλητές που συχνά παραβλέπονται επηρεάζουν την πραγματική απόδοση φόρτισης:
Αυτοί οι παράγοντες τονίζουν τη σημασία της αντιστοίχισης των προδιαγραφών του φορτιστή με τις δυνατότητες του οχήματος και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Καθώς οι μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων αυξάνονται από περίπου 60kWh σε πάνω από 150kWh σήμερα, η τεχνολογία φόρτισης AC έχει αναπτυχθεί ώστε να εξακολουθεί να είναι δυνατή η φόρτιση των αυτοκινήτων τη νύχτα στο σπίτι. Βλέπουμε όλο και πιο συχνά τριφασικούς φορτιστές AC 22kW σε χώρους όπως επαγγελματικά κτίρια και πολυκατοικίες, όπου το διαθέσιμο χώρος είναι περιορισμένος. Τα νεότερα μοντέλα διαθέτουν πλέον αντιστροφείς σιδήρου-πυριτίου (silicon carbide) αντί για τους παλαιότερους τύπου IGBT, μειώνοντας την ενέργεια που χάνεται κατά περίπου 40%. Αυτό σημαίνει καλύτερη απόδοση για τους οδηγούς και λιγότερη θερμότητα στο σύστημα. Υπάρχει όμως και κάτι ακόμη που συμβαίνει στο εσωτερικό: η διπλής κατεύθυνσης φόρτιση έχει αρχίσει να αποκτά δυναμική. Αυτό επιτρέπει στα ηλεκτρικά οχήματα να επιστρέφουν ενέργεια στο δίκτυο όταν χρειάζεται, βοηθώντας στη σταθεροποίηση της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις ώρες αιχμής το απόγευμα, όταν όλοι επιστρέφουν σπίτι τους.
Με ενσωματωμένη τεχνολογία IoT, οι φορτιστές AC επιτρέπουν πλέον στους ανθρώπους να τους ελέγχουν από τα τηλέφωνά τους μέσω εφαρμογών. Οι χρήστες μπορούν να ξεκινήσουν τη φόρτιση, να τη διακόψουν όποτε το επιθυμούν ή ακόμα και να ορίσουν συγκεκριμένες ώρες για τη φόρτιση των αυτοκινήτων τους. Η δυνατότητα απομακρυσμένης διαχείρισης της φόρτισης γίνεται ιδιαίτερα σημαντική όταν επιδιώκεται η αξιοποίηση φθηνότερων ηλεκτρικών τιμών τη νύχτα, καθώς και η μείωση της πίεσης στο ηλεκτρικό δίκτυο κατά τις ώρες αιχμής. Ορισμένα από τα καλύτερα συστήματα χειρίζονται επίσης κάτι που ονομάζεται δυναμική διανομή φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι οι προηγμένοι φορτιστές κατανέμουν την ηλεκτρική ζήτηση μεταξύ πολλών ηλεκτρικών οχημάτων ή διαφορετικών τμημάτων του ηλεκτρικού συστήματος μιας οικίας. Έτσι αποφεύγονται περιπτώσεις κατά τις οποίες απορροφάται πολύ μεγάλη ισχύς ταυτόχρονα, κάτι που θα μπορούσε να προκαλέσει διακοπές ή προβλήματα σε κατοικημένες περιοχές, καθώς και σε χώρους στάθμευσης επιχειρήσεων όπου βρίσκονται πολλά ηλεκτρικά οχήματα που επιθυμούν να φορτίζονται την ίδια ώρα όλη την ημέρα.
Οι έξυπνοι συνδεδεμένοι φορτιστές συλλέγουν δεδομένα σχετικά με την κατανάλωση ισχύος των οχημάτων στη διάρκεια του χρόνου και στη συνέχεια συγκρίνουν αυτές τις πληροφορίες με τις τιμές που χρεώνουν οι τοπικές εταιρείες ηλεκτρισμού κατά τη διάρκεια διαφορετικών ωρών της ημέρας. Αυτά τα συστήματα υπολογίζουν πότε είναι πιο συμφέρον να γίνεται η φόρτιση, με βάση τόσο τις τιμές όσο και τις συνήθειες χρήσης. Το λογισμικό που κρύβεται πίσω από αυτές τις συσκευές γίνεται πιο έξυπνο καθώς οι χρήστες τις χρησιμοποιούν πιο συχνά, μαθαίνοντας από τις συνήθειές τους ώστε να διατηρείται η υγεία των μπαταριών και να μειώνεται το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας κατά περίπου ένα τέταρτο σε σχέση με το να φορτίζει κανείς την ώρα που του είναι βολικό. Όταν συνδεθούν με δίκτυα έξυπνου ηλεκτρικού ρεύματος σε ολόκληρη την πόλη, οι φορτιστές μπορούν να συγχρονιστούν με τις ώρες που η καθαρή ενέργεια είναι πιο άφθονη, όπως είναι εκείνες οι μεσημβρινές εκρήξεις ηλιακής ενέργειας που βλέπουμε συχνά σήμερα. Αυτού του είδους η συνεργασία δεν βοηθάει μόνο στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, αλλά επίσης εξοικονομεί και χρήματα.
Όταν πρόκειται για συνδεδεμένα συστήματα φόρτισης, η ασφάλεια έχει μεγάλη σημασία. Οι φορτιστές καλής ποιότητας χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση TLS 1.3 μαζί με μέθοδους πολυπαραγοντικής ταυτοποίησης για να διατηρούν τις πληροφορίες των χρηστών ασφαλείς από ανεπιθύμητη πρόσβαση και να αποτρέπουν την είσοδο ανεξουσίοδων ατόμων. Επίσης, δεν μπορεί να τονιστεί αρκετά η σημασία της ενημέρωσης του firmware. Σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη του NIST από πέρυσι, περίπου τα δύο τρίτα όλων των προβλημάτων κυβερνοασφάλειας στον εξοπλισμό φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων οφείλονται σε λανθασμένες ενημερώσεις του λογισμικού. Για τους κοινούς πολίτες που επιθυμούν να φορτώνουν τα αυτοκίνητά τους, έχει νόημα επίσης να επιλέγουν ένα σύστημα με καλά ρυθμισμένες ρυθμίσεις ιδιωτικότητας. Αυτές οι ρυθμίσεις βοηθούν στον περιορισμό της ποσότητας των προσωπικών πληροφοριών που μοιράζονται, ειδικά πράγματα όπως η ακριβής τοποθεσία φόρτισης του αυτοκινήτου και λεπτομέρειες σχετικά με τη συχνότητα φόρτισης καθ' όλη τη διάρκεια της εβδομάδας.
Οι σημερινοί φορτιστές AC παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο τα επίπεδα τάσης, τη ροή ρεύματος και τις συνθήκες γείωσης, ώστε να εντοπίζουν προβλήματα, όπως βραχυκυκλώματα, σφάλματα γείωσης ή διαρροή ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν κάτι πάει στραβά, αυτά τα έξυπνα συστήματα διακόπτουν την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σχεδόν αμέσως – περίπου 20% πιο γρήγορα από τα παλαιότερα μοντέλα – γεγονός που βοηθά στη μείωση του κινδύνου πυρκαγιάς και στην προστασία από ζημιές τόσο των οχημάτων όσο και των σταθμών φόρτισης. Η ύπαρξη αυτών των δυνατοτήτων γρήγορης αντίδρασης κάνει τη διαφορά για τους ανθρώπους που χρειάζονται να φορτίζουν τα οχήματά τους χωρίς να τα εποπτεύουν συνεχώς.
Η αποτελεσματική θερμική διαχείριση εξασφαλίζει σταθερή απόδοση κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης χρήσης. Οι φορτιστές υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν περιβλήματα από εξηλασμένο αλουμίνιο και εσωτερικά εξαρτήματα επικαλυμμένα με κεραμικό υλικό, ώστε να αντέχουν θερμοκρασίες μέχρι 158°F (70°C). Ενσωματωμένοι θερμικοί αισθητήρες παρακολουθούν τα επίπεδα της εσωτερικής θερμοκρασίας και ρυθμίζουν δυναμικά τους ρυθμούς φόρτισης για να αποφεύγεται η υπερθέρμανση, μειώνοντας τις βλάβες που σχετίζονται με τη θερμοκρασία κατά 34% σε σχέση με τις μονάδες χωρίς ρύθμιση.
Σήμερα οι κατασκευαστές δίνουν μεγάλη προσοχή στην εμφάνιση και την καταλαμβανόμενη χωρικά διάταξη των συσκευών. Στρέφονται σε υλικά όπως αλουμίνιο με επίστρωση σε σκόνη και πολυμερή με ματ φινίρισμα για την κατασκευή φορτιστών, οι οποίοι έχουν μικρύνει σημαντικά σε σχέση με τα μοντέλα του 2020. Σύμφωνα με ορισμένες εκθέσεις από τον κλάδο, είναι περίπου 40 τοις εκατό μικρότεροι σε σχέση με τότε. Αξιοσημείωτο είναι πως, παρότι είναι πολύ πιο συμπαγείς, αυτές οι νέες μονάδες διατηρούν την ίδια απόδοση με την πλήρη έξοδο των 7,4kW. Η συνδυασμένη προσέγγιση της καλής εμφάνισης και της αξιόλογης απόδοσης φαίνεται να αποδίδει καλά σε όλους τους εμπλεκόμενους. Μια πρόσφατη μελέτη του Εθνικού Εργαστηρίου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας το 2024 ανέδειξε και κάτι ακόμη: οι άνθρωποι που ζουν στο σπίτι τους προτιμούν φορτιστές που δεν ξεχωρίζουν οπτικά και καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο στις αυλές ή στα γκαράζ τους.
Οι σύγχρονες σταθμοί φόρτισης κατασκευάζονται ώστε να αντέχουν σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Διαθέτουν πλαστικά περιβλήματα που κατατάσσονται στην κατηγορία NEMA 4, τα οποία προστατεύουν τα εσωτερικά εξαρτήματα, καθώς και συνδέσεις από χαλκό που δεν θα σκουριάσουν ακόμα και όταν εκτίθενται σε αλμυρό αέρα ή χαλαζιοβροχές. Αυτές οι μονάδες λειτουργούν εξίσου καλά είτε είναι αρκετά κρύες στους -22 βαθμούς Φαρέναϊτ είτε πολύ ζεστές στους 122 βαθμούς. Δοκιμές σύμφωνα με τα πρότυπα UL 2594 έδειξαν ότι μετά από περίπου 3.000 ώρες συνεχούς ηλιοφάνειας, αυτά τα υλικά διατηρούν το 98% της αρχικής τους αντοχής. Αυτός ο βαθμός ανθεκτικότητας είναι λογικός για τοποθεσίες όπου οι συνθήκες είναι αρκετά δύσκολες, σκεφτείτε εγκαταστάσεις σε παραλίες ή στη μέση της ερήμου, όπου τίποτα άλλο δεν φαίνεται να επιβιώνει μακροπρόθεσμα.
Οι πιο πρόσφατοι σταθμοί φόρτισης γίνονται όλο και πιο «έξυπνοι» όσον αφορά τη δυνατότητα ανταπόκρισης στις τεχνολογικές αλλαγές. Πολλά από τα κορυφαία μοντέλα διαθέτουν πλέον επιμέρους εξαρτήματα για τη διανομή ισχύος και ελεγχόμενες πλακέτες που μπορούν να ενημερώνονται μέσω λογισμικού. Τι σημαίνει αυτό για τους τυπικούς χρήστες; Μπορούν να παραμένουν ενημερωμένοι ώστε να συμμορφώνονται με τα νέα πρότυπα, όπως οι σύντομα διαθέσιμες εγκαταστάσεις οικιακής φόρτισης των 19,2kW, χωρίς να χρειάζεται να αγοράσουν έναν εντελώς νέο φορτιστή. Η επιλογή των επιμέρους εξαρτημάτων αποδίδει πραγματικά σε δύο τομείς. Πρώτον, σημαίνει πως το υλικό δεν θα χρειάζεται αντικατάσταση για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Δεύτερον, σύμφωνα με μελέτες, αυτή η δομή μειώνει τα ηλεκτρονικά απόβλητα κατά περίπου το ένα τρίτο σε σχέση με τα παραδοσιακά μοντέλα. Για επιχειρήσεις και ιδιοκτήτες κατοικιών, αυτό αποτελεί έξυπνη οικονομική επένδυση, ενώ παράλληλα συμβάλλει θετικά στη μείωση των αποβλήτων στα τοπικά σκουπιδότοπα και στα κέντρα ανακύκλωσης.
