Cargador de automóvil eléctrico con energía solar: tamaño del panel, almacenamiento de la batería y elección del cargador

Un coche eléctrico de 60 kWh aparcado junto a un sistema de techo de 6 kW suena como la combinación perfecta. En la práctica, la mayoría de los propietarios siguen cargando desde la red por la noche, porque la caja de pared está adaptada al coche, no al sistema solar. Un cargador de coche eléctrico con energía solar es una decisión del sistema, no una compra de hardware : los paneles, la batería y la potencia de carga tienen que coincidir. La lógica es lo suficientemente simple como para verificarla con algunos cálculos antes de gastar dinero, y este artículo explica exactamente esos cálculos.

Qué es realmente un cargador de vehículos eléctricos con energía solar

Un cargador de coche eléctrico con energía solar no es un aparato único. Es una cadena de equipos: los paneles fotovoltaicos generan electricidad de CC, un inversor solar la convierte en CA doméstica, una batería doméstica almacena el excedente de energía y una pila de carga de vehículos eléctricos entrega esa energía al automóvil cuando es necesario. La unidad montada en la pared es técnicamente un EVSE (equipo de suministro de vehículos eléctricos) en lugar de un cargador, porque la conversión de CA a CC ocurre dentro del cargador integrado del vehículo. Esa distinción es importante cuando se comparan productos: la especificación de la pila de carga es la parte menos interesante del sistema.

Los cargadores solares portátiles existen, pero resuelven un problema diferente. Un panel plegable de 200 W produce aproximadamente 1 kWh en un día despejado, lo que equivale a unos 5 km de conducción para un vehículo eléctrico medio. La única forma práctica de hacer funcionar un automóvil con energía solar es una matriz fija combinada con una caja de pared, por lo que el resto de esta guía se centra en esa configuración.

Las dos primeras arquitecturas le brindan control directo sobre la proporción solar de su carga. El tercero es popular en los mercados de medición neta, pero en realidad no alimenta el automóvil desde los paneles en tiempo real.

Dimensionamiento de paneles, almacenamiento y tasa de carga para el mismo objetivo

Empieza por lo que consume el coche, no por el cargador. Un vehículo eléctrico típico consume aproximadamente entre 15 y 20 kWh cada 100 km. Esa única cifra impulsa todas las demás decisiones del sistema.

• Para recorrer 15.000 kilómetros al año a 18 kWh cada 100 km, el coche necesita unos 2.700 kWh al año.
• En Europa central y septentrional, un kWp de energía fotovoltaica produce aproximadamente entre 900 y 1.100 kWh al año, por lo que unos 3 kWp de paneles cubren todo el consumo anual del coche.
• Si la casa ya tiene solar, la pregunta que queda es cuánto de esa producción coincide con las horas en que el coche está enchufado.

Las pérdidas de carga complican ligeramente esa aritmética. Una sesión típica de carga de CA pierde entre el 5 y el 10 por ciento de la energía durante la conversión y el calentamiento del cable, por lo que la cifra anual de 2.700 kWh se traduce en aproximadamente 2.900 a 3.000 kWh extraídos del sistema solar o de la red. Por lo tanto, el tamaño del panel debería incluir un pequeño margen de alrededor del 10 por ciento.

¿Cuánta batería necesitas realmente?

El almacenamiento cambia el cálculo. Una batería utilizable de 10 kWh cubre aproximadamente entre 50 y 70 km de carga nocturna, lo que es suficiente para la mayoría de los desplazamientos diarios. Sin almacenamiento, una caja de pared sólo puede utilizar el excedente solar que existe en el momento exacto de la carga, por lo que un coche enchufado a las 18:00 seguramente consumirá energía de la red incluso después de un día soleado.

Para un paquete residencial completo, un sistema como el Kit fotovoltaico de 8 kW con acumulador de 10 kWh cubre tanto la generación como el buffer que requiere una configuración de carga de vehículos eléctricos. El kit también alimenta las cargas de la casa, por lo que el cargador se alimenta del excedente compartido en lugar de necesitar su propia matriz dedicada.

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Adaptar el cargador a la capacidad de generación

La potencia del cargador debe coincidir con la batería y la batería, no con la tasa de aceptación máxima del automóvil. Un cargador de 7,3 kW necesita que el sistema mantenga una salida constante de 7,3 kW. Una matriz de 5 kWp con una batería de 10 kWh agota su buffer en aproximadamente 80 minutos a ese ritmo antes de que la energía de la red tome el control. Esto es aceptable si carga durante los picos solares del mediodía; se convierte en un defecto de diseño si espera que la caja de pared funcione a máxima velocidad desde una matriz pequeña.

Para obtener un tutorial detallado con ejemplos resueltos para diferentes tamaños de automóviles y kilometraje anual, consulte nuestra guía en ¿Cuántos paneles solares necesitas para cargar vehículos eléctricos? .

Elegir el cargador de vehículos eléctricos: niveles de alimentación de CA y opciones de conector

Las instalaciones solares domésticas utilizan pilas de carga de CA, no cargadores rápidos de CC. Las opciones prácticas son 7,3 kW en conexión monofásica y 11 kW o 22 kW en conexión trifásica. Las pilas de CC a partir de 30 kW pertenecen a estaciones públicas y depósitos comerciales; conectar uno a una casa agrega pérdidas de conversión y costos y rara vez hace que el automóvil se cargue más rápido porque el cargador integrado establece el límite de todos modos.

Dentro de la carga de CA, la distinción entre enchufe y enchufe es más importante de lo que la mayoría de los compradores esperan. Una versión con enchufe mantiene un cable atado sujeto a la pila, de modo que el conductor solo conecta un extremo al automóvil. Una versión con enchufe requiere que el conductor lleve su propio cable, lo que se adapta a hogares con dos automóviles que utilizan estándares de conector diferentes.

Para un hogar típico con un solo automóvil, el Cargador doméstico para vehículos eléctricos de 7,3 kW con enchufe de carga Cubre la gran mayoría de escenarios nocturnos y de mediodía y funciona en la mayoría de conexiones monofásicas existentes. Si la casa ya tiene suministro trifásico y el panel solar exporta excedentes regularmente durante el día, el Cargador EV de 11 kW con enchufe tipo 2 acorta el tiempo de carga en un tercio y aprovecha al máximo los picos de luz diurna.

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Para una casa con dos coches, una pila de doble potencia de 22 kW evita el coste de una segunda caja de pared, pero sólo si la conexión trifásica y el conjunto realmente pueden alimentarla. De lo contrario, estará comprando capacidad de carga que el sistema solar no puede ofrecer. Las compensaciones técnicas entre una carga de CA más lenta y una carga de CC más rápida se explican en nuestra comparación de Carga CA versus CC , que vale la pena leer antes de decidir entre tipos de pilotes.

Comprobaciones prácticas antes de instalar

La mayoría de los problemas de instalación se remontan a tres puntos comprobables:

1. Verifique el suministro entrante del edificio. La carga de 11 kW y 22 kW requiere una conexión trifásica; un cargador monofásico de 7,3 kW es el valor predeterminado seguro para casas antiguas.
2. Verifique el límite del cargador a bordo del automóvil. Muchos vehículos eléctricos aceptan sólo 7,3 kW u 11 kW de CA, por lo que una pila de 22 kW todavía los carga en su límite interno inferior.
3. Consultar gestión de excedentes. La pila de carga debería poder aumentar la energía según el excedente solar; de lo contrario, la batería doméstica se agota antes del pico de la tarde.

La compatibilidad del conector merece atención antes de realizar el pedido. La mayoría de los vehículos eléctricos europeos utilizan el tipo 2 para la carga de CA, pero la disposición de los cables y la posición del puerto de carga en el automóvil pueden cambiar qué versión de pila se adapta mejor. Verifique la ubicación del puerto con la posición propuesta para el pilote antes del montaje, especialmente en garajes estrechos o espacios de estacionamiento compartidos.

La clasificación del recinto es la siguiente consideración práctica. Se puede montar una pila de carga con clasificación IP65 o superior en el exterior junto al lugar de estacionamiento, lo que evita largos cables por toda la casa. La instalación en interiores mantiene la unidad a salvo de la intemperie, pero agrega costos de cableado si el área de estacionamiento se encuentra lejos del panel eléctrico.

Las instalaciones reales rara vez son tan limpias como el diagrama de cableado. Documentamos uno completado. Caso de instalación de pila de carga EV que muestra cómo se combinan en la práctica el equipo, la conexión eléctrica y las condiciones físicas del lugar.

La conclusión es coherente en todos los proyectos: comprar un cargador de coche eléctrico con energía solar no se trata de una caja de pared. Se trata de si el conjunto, la batería de almacenamiento y el punto de carga están dimensionados para el mismo kilometraje anual y el mismo horario diario. Si lo son, incluso una modesta pila de 7,3 kW ofrece un verdadero kilometraje impulsado por la luz del sol. Si no lo son, ningún cargador, por muy potente que sea, puede cambiar el origen de los electrones .