Najprostszy model zakłada instalację jednego wallboxa obsługującego samochód właściciela. Taki scenariusz nie wymaga skomplikowanej infrastruktury – wystarczy odpowiedni przewód z tablicy rozdzielczej i jedno zabezpieczenie. Ważne jest jednak przewidzenie w projekcie miejsca na ewentualną drugą ładowarkę, aby uniknąć kosztownej modernizacji w przyszłości.

Ładowanie kilku pojazdów (rodzina, firma)

W sytuacji, gdy z wiaty fotowoltaicznej korzystają dwa lub więcej samochodów elektrycznych, konieczne staje się zastosowanie systemu load balancing. Pozwala on dzielić dostępną moc pomiędzy pojazdy, zapobiegając przeciążeniu instalacji. W firmach rodzinnych i flotach istotne jest też rozmieszczenie wallboxów w taki sposób, aby każdy pojazd miał wygodny dostęp do gniazda.

Scenariusze mieszane: EV + urządzenia domowe zasilane z PV

Coraz częściej inwestorzy decydują się, aby wiata fotowoltaiczna nie tylko zasilała pojazdy elektryczne, ale również wspierała domowe zużycie energii. W takim przypadku system powinien umożliwiać priorytetyzację – np. w pierwszej kolejności zasilanie domu, a dopiero nadwyżką ładowanie auta. Integracja z magazynem energii dodatkowo zwiększa niezależność i pozwala wykorzystać prąd z PV także w nocy.

W wiatach fotowoltaicznych można zintegrować punkty ładowania samochodów elektrycznych. Kluczowe jest nie tylko podłączenie wallboxa, ale też odpowiednie zaplanowanie przewodów, tablicy rozdzielczej i systemu load balancing, który chroni instalację przed przeciążeniem. Poniższa tabela przedstawia najważniejsze aspekty, które inwestor powinien uwzględnić w projekcie.

Dobór i rozmieszczenie punktów ładowania w wiacie fotowoltaicznej wymaga uwzględnienia zarówno obecnych, jak i przyszłych potrzeb inwestora. Liczba wallboxów powinna być planowana nie tylko pod kątem aktualnie posiadanych pojazdów, ale również z myślą o kolejnych latach. Nawet jeśli na początku przewidziane jest jedno stanowisko, warto od razu przygotować okablowanie i rezerwę w tablicy rozdzielczej pod dwa lub więcej punktów. Dzięki temu rozbudowa systemu nie będzie wiązała się z kosztowną modernizacją całej instalacji.

Równie istotne jest rozmieszczenie gniazd i stacji. Najlepszym rozwiązaniem jest montaż wallboxów przy słupach nośnych lub na bocznych ścianach wiaty, w taki sposób, aby długość kabla ładowania była wystarczająca do wygodnego podłączenia pojazdu niezależnie od sposobu parkowania. Niewłaściwe umiejscowienie może powodować konieczność prowadzenia przewodów w poprzek stanowisk, co jest niewygodne i potencjalnie niebezpieczne. Dobrze zaplanowana lokalizacja wpływa bezpośrednio na komfort codziennego użytkowania.

Kluczowy wybór dotyczy także rodzaju ładowarki – 1-fazowej czy 3-fazowej. Modele 1-fazowe, o mocy zwykle od 3,6 do 7,4 kW, są wystarczające w przypadku aut z mniejszą baterią lub w miejscach, gdzie ograniczona jest moc przyłączeniowa. Z kolei wallboxy 3-fazowe, oferujące 11 lub 22 kW, pozwalają znacząco skrócić czas ładowania i są rozwiązaniem najbardziej przyszłościowym. Warto pamiętać, że skuteczność wykorzystania ładowarki 3-fazowej zależy od kompatybilności pojazdu – nie wszystkie modele samochodów obsługują taki sposób ładowania.

Przy projektowaniu ładowania samochodów elektrycznych z wiaty fotowoltaicznej kluczowe znaczenie ma odpowiednie dobranie przewodów i okablowania. Podstawowym parametrem jest przekrój kabla, który musi być dostosowany do mocy ładowarki. Dla wallboxów o mocy 3,6–7,4 kW najczęściej wystarczą przewody o przekroju 4–6 mm², natomiast dla instalacji 11–22 kW konieczne są już przewody o przekroju 6–10 mm² lub większym. Zbyt mały przekrój grozi nagrzewaniem się kabla, spadkiem napięcia i obniżeniem bezpieczeństwa całego systemu.

Istotnym czynnikiem jest także długość przewodów, która bezpośrednio wpływa na straty przesyłowe. Im dłuższa trasa kabla, tym większe ryzyko spadku napięcia i strat energii. Dlatego zaleca się, aby odległość między tablicą rozdzielczą a punktem ładowania była możliwie jak najkrótsza. Jeśli z przyczyn technicznych nie da się tego zapewnić, należy zastosować przewody o większym przekroju, co zmniejszy opór i poprawi sprawność przesyłu.

Równie ważne jest prowadzenie instalacji w konstrukcji wiaty fotowoltaicznej. Przewody powinny być prowadzone w peszlach lub rurkach ochronnych, co zabezpiecza je przed uszkodzeniami mechanicznymi i działaniem czynników atmosferycznych. W newralgicznych punktach, np. przy wejściu do słupów czy przejściu przez fundament, stosuje się dodatkowe zabezpieczenia. Całość musi być zgodna z normami elektrycznymi, a dobór zabezpieczeń nadprądowych i różnicowoprądowych powinien odpowiadać parametrom przewodów i wallboxa.

Instalacja ładowania samochodów elektrycznych w wiacie fotowoltaicznej powinna być podłączona do oddzielnego obwodu. Rozdzielenie go od pozostałych odbiorników zwiększa bezpieczeństwo, ułatwia kontrolę zużycia energii i pozwala na szybkie odłączenie ładowarek w razie potrzeby. Dzięki temu unikamy sytuacji, w której praca wallboxa wpływa na stabilność innych urządzeń w gospodarstwie domowym.

Kluczowe znaczenie mają odpowiednio dobrane zabezpieczenia różnicowoprądowe i nadprądowe. Pierwsze chronią użytkowników przed porażeniem elektrycznym w przypadku uszkodzeń izolacji, drugie zabezpieczają instalację przed przeciążeniem lub zwarciem. Każdy wallbox powinien mieć swoje dedykowane zabezpieczenia, dobrane do mocy urządzenia i przekroju przewodów.

Ważnym elementem jest także integracja z falownikiem PV i licznikiem energii. W praktyce oznacza to, że cała instalacja powinna umożliwiać monitorowanie przepływu prądu między panelami fotowoltaicznymi, domem i samochodem elektrycznym. W przypadku bardziej zaawansowanych systemów można dodatkowo zastosować liczniki energii współpracujące z systemem load balancing, co pozwala na dynamiczne sterowanie obciążeniem i pełne wykorzystanie produkcji z paneli PV.

Load balancing to mechanizm dynamicznego równoważenia obciążenia, który zapobiega przeciążeniu instalacji elektrycznej. System stale monitoruje zużycie energii w budynku oraz w punkcie ładowania i automatycznie dopasowuje moc przekazywaną do wallboxów. Dzięki temu samochody elektryczne są ładowane w sposób bezpieczny, a jednocześnie maksymalnie wykorzystuje się dostępne zasoby energii.

W praktyce można wyróżnić różne scenariusze działania. Jeśli podłączony jest tylko jeden pojazd, system pozwala mu korzystać z pełnej mocy ładowarki. Gdy pojawią się dwa samochody, moc zostaje podzielona – oba auta ładują się równolegle, ale z mniejszą prędkością. Pozwala to uniknąć sytuacji, w której jeden pojazd pobiera całość dostępnej mocy, blokując możliwość doładowania drugiego.

Istotne jest także ustalenie priorytetów obciążenia. W niektórych konfiguracjach nadrzędne znaczenie ma zasilanie domu i jego urządzeń, a dopiero nadwyżka energii trafia do samochodu elektrycznego. W innych systemach można ustawić odwrotną logikę – maksymalnie szybkie ładowanie pojazdu kosztem bieżącego zużycia w budynku. Taki wybór zależy od potrzeb inwestora i charakteru użytkowania instalacji.

Coraz częściej load balancing współpracuje również z magazynem energii. W takim układzie samochód ładowany jest nie tylko nadwyżkami produkcji z paneli PV, lecz także energią zmagazynowaną w akumulatorach. To rozwiązanie zwiększa niezależność energetyczną, pozwala ładować auta także w nocy i lepiej wykorzystać własną produkcję zamiast oddawać ją do sieci.

Projektując wiatę fotowoltaiczną z punktami ładowania, warto od razu przewidzieć rezerwę mocy w instalacji. Odpowiednio większa moc przyłączeniowa lub dodatkowa rezerwa w rozdzielnicy pozwoli w przyszłości podłączyć kolejne ładowarki bez konieczności kosztownych modernizacji. To szczególnie istotne w gospodarstwach domowych i firmach, gdzie liczba pojazdów elektrycznych będzie systematycznie rosła.

Kolejnym elementem jest przygotowanie dodatkowych przewodów i miejsca w tablicy. Nawet jeśli na początku instalowany jest tylko jeden wallbox, warto od razu ułożyć przewody w peszlach prowadzących do kolejnych potencjalnych punktów ładowania. W tablicy rozdzielczej należy pozostawić wolne miejsce na dodatkowe zabezpieczenia, aby w przyszłości uniknąć wymiany całej skrzynki.

Cały system powinien być projektowany z myślą o skalowalności. Rozwiązanie, które dziś obsługuje jeden wallbox, w kolejnych latach może zostać rozbudowane o kilka punktów i stać się infrastrukturą do ładowania całej floty pojazdów elektrycznych. To podejście pozwala inwestorowi rozłożyć koszty w czasie i uniknąć sytuacji, w której konieczna jest gruntowna przebudowa instalacji.

Jednym z najczęstszych błędów jest zastosowanie zbyt małego przekroju przewodów w stosunku do mocy wallboxa. Powoduje to nagrzewanie kabli, spadki napięcia i ryzyko awarii, a w skrajnym przypadku – pożaru instalacji. Oszczędności na etapie zakupu przewodów szybko okazują się pozorne, ponieważ późniejsza wymiana okablowania bywa kosztowna i problematyczna.

Drugim typowym zaniedbaniem jest brak miejsca na kolejne wallboxy. Wielu inwestorów planuje instalację wyłącznie pod jedno auto elektryczne, nie przewidując, że w perspektywie kilku lat pojawi się potrzeba ładowania kolejnych pojazdów. Brak wolnych peszli, rezerwy mocy w tablicy czy przestrzeni montażowej skutkuje koniecznością przebudowy całego systemu.

Częstym błędem jest również pominięcie systemu load balancing, gdy w instalacji pojawiają się dwa lub więcej pojazdów elektrycznych. Brak dynamicznego równoważenia obciążenia prowadzi do przeciążeń, wyłączania zabezpieczeń i niewygody użytkowania. Odpowiednie sterowanie mocą jest niezbędne, aby instalacja działała stabilnie i bezpiecznie, a wszystkie pojazdy mogły być ładowane równolegle.