Nabíjacie stanice delíme na verejné a domáce. Čo sa týka strát, sú prítomné u obidvoch. Darmo, tečúca energia produkuje (mení sa na) teplo. A to nielen pri procese nabíjania, ale prakticky neustále a všade pri jej pohybe. Dnes pri dokonalých meracích procesoch môžeme presne definovať tepelné straty a snažiť sa im zabrániť. Je súčasná situácia lepšia ako pred pol desaťročím?

Menej strát?

Ešte pred niekoľkými rokmi patrila medzi časté výhrady vodičov elektromobilov otázka strát pri nabíjaní. Nemecký autoklub ADAC v roku 2021 upozornil, že pri niektorých modeloch mohlo až okolo pätiny energie zaplatenej pri nabíjaní skončiť mimo batérie, najmä vo forme tepla. Odvtedy sa technológie výrazne posunuli a dnešná realita je podstatne priaznivejšia. Straty nezmizli úplne, ale sú lepšie riadené, transparentnejšie a vo väčšine prípadov aj nižšie. „Nemecký autoklub ADAC pri testovaní Renaultu Zoe upozornil na vysoké straty pri AC nabíjaní: pri batérii s kapacitou 52 kWh nameral zo zásuvky odber 64,3 kWh, čo znamenalo straty nad 23 %. ADAC²

Čo spôsobuje straty pri nabíjaní

Každé nabíjanie je fyzikálny proces, pri ktorom dochádza k premene energie. Časť elektriny sa stratí v dôsledku odporu vodičov, výkonovej elektroniky alebo samotného akumulátora. Ide o prirodzený jav, podobne ako zahrievanie bežných elektrických zariadení. Podľa testov ADAC závisia tieto straty od typu vozidla, výkonu nabíjania aj teploty prostredia. Významnú úlohu zohráva aj kvalita elektrickej siete a samotnej nabíjacej infraštruktúry. Moderné systémy dnes tieto javy aktívne riadia a minimalizujú, pričom výrobcovia vozidiel aj nabíjačiek sa snažia optimalizovať účinnosť celého procesu od zásuvky až po batériu.

Nabíjanie doma: najnižšie straty

Pri domácom nabíjaní, najmä cez tzv. wallbox, sú straty spravidla najnižšie a pohybujú sa približne v rozmedzí 5 až 10 percent. Dôvodom je stabilné prostredie, nižší výkon a efektívnejšia regulácia prúdu. Nabíjanie prebieha pomalšie, čo znamená menšie tepelné zaťaženie a vyššiu účinnosť celého procesu. Zároveň ide o najlacnejší spôsob nabíjania, pretože cena elektriny v domácnosti je stabilnejšia než na verejných staniciach. Výhodou je aj možnosť plánovania nabíjania napríklad na nočné hodiny, keď je sieť menej zaťažená a energia lacnejšia.

Verejné nabíjanie a rýchlonabíjanie

Na verejných nabíjačkách, najmä pri rýchlom a ultrarýchlom nabíjaní, sú straty o niečo vyššie. Pri vysokých výkonoch vzniká viac tepla, ktoré musí systém odviesť. Straty sa môžu pohybovať približne medzi 10 až 20 percentami, čo je však vyvážené výrazne kratším časom nabíjania. Moderné stanice využívajú pokročilé chladenie a riadenie výkonu, čím sa tieto straty postupne znižujú. Prevádzkovatelia zároveň investujú do výkonnejších transformátorov a efektívnejších meničov, aby sa minimalizovali energetické straty v celej sústave³.

Kto v skutočnosti platí straty pri nabíjaní

Z praktického hľadiska je dôležité vedieť, kto tieto straty hradí. Pri domácom nabíjaní je odpoveď jednoznačná – straty platí používateľ, pretože elektromer zaznamenáva celkovú odobratú energiu zo siete. To znamená, že rozdiel medzi odobratou energiou a energiou uloženou v batérii ide na účet majiteľa vozidla.

Foto: Pavel Ondera, Brno [19-3-2024]. Ilustračné¹.

Pri verejnom nabíjaní je situácia menej priamočiara, no výsledok je podobný. Prevádzkovatelia nabíjacích sietí síce znášajú technické straty v zariadeniach, no tieto náklady sú zahrnuté v cene za kWh alebo za minútu nabíjania. Inými slovami, väčšinu strát v konečnom dôsledku zaplatí zákazník, pretože sú započítané v cenníku služby. Tento princíp je podobný ako pri distribúcii elektriny v domácnostiach, kde konečná cena zahŕňa aj straty v sieti.

Súvislosť s teplotou a riadením batérie

Významnú úlohu zohráva aj teplota batérie. Ak je akumulátor studený, vozidlo ho musí pred nabíjaním zohriať, čo spotrebúva energiu. Naopak, pri vysokých teplotách sa energia využíva na chladenie. Tento proces, označovaný ako termálny manažment, je nevyhnutný pre životnosť batérie, no zároveň zvyšuje celkové straty. Moderné elektromobily preto využívajú predkondicionovanie batérie, teda jej prípravu ešte pred príchodom k nabíjačke, čím sa tieto straty výrazne obmedzujú. V praxi to znamená, že vozidlo si napríklad počas jazdy automaticky nastaví optimálnu teplotu batérie ešte pred samotným nabíjaním.

Ako minimalizovať straty v praxi

Používateľ môže straty ovplyvniť viac, než sa zdá. Najefektívnejšie je nabíjať pri miernych teplotách, ideálne v garáži alebo tienenom priestore. Pri dlhších trasách pomáha navigácia vozidla, ktorá pripraví batériu na nabíjanie. Dôležité je používať kvalitné a certifikované zariadenia a vyhýbať sa dlhodobému nabíjaniu z bežnej zásuvky, kde môžu byť straty aj bezpečnostné riziká vyššie. Význam má aj pravidelná kontrola elektroinštalácie v domácnosti, pretože staršie rozvody môžu zvyšovať odpor a tým aj energetické straty.

Moderné domáce nabíjačky a ich porovnanie

Pri výbere domácej nabíjačky dnes zohráva úlohu nielen výkon, ale aj schopnosť inteligentne riadiť energiu. Medzi známe riešenia patrí Wallbox Pulsar Plus, ktorý ponúka kompaktné rozmery, mobilnú aplikáciu a dynamické riadenie výkonu podľa zaťaženia domácnosti. Robustnejším riešením je ABB Terra AC Wallbox, vhodný aj pre menšie firmy, kde sa kladie dôraz na spoľahlivosť a dlhodobú prevádzku.

Zaujímavú pozíciu si získava aj značka Teltonika so svojimi modelmi TeltoCharge, ktoré ponúkajú dobrý pomer ceny a výkonu a zároveň pokročilé možnosti konektivity. Podobne Growatt prináša riešenia pre domácnosti s fotovoltikou, kde umožňuje využívať prebytky solárnej energie na nabíjanie vozidla, čím sa znižujú celkové náklady aj straty.

Osobitnú kategóriu tvorí Tesla Wall Connector, ktorý je cenovo dostupný a ideálne integrovaný s vozidlami Tesla. Jeho výhodou je jednoduché použitie a spoľahlivosť, no menej flexibilný je pri prepojení s inými systémami riadenia energie. Vo všeobecnosti platí, že zariadenia v cenovej hladine približne 600 až 1 000 eur dnes ponúkajú veľmi dobrý pomer ceny a výkonu a postačujú pre väčšinu domácností aj menších firiem.

Legislatíva a podpora na Slovensku

Rozvoj nabíjacej infraštruktúry na Slovensku podporuje aj štát, najmä prostredníctvom Plánu obnovy a odolnosti. Podpora smeruje predovšetkým do verejných nabíjacích staníc, no nepriamo zlepšuje aj podmienky pre domácich používateľov. Aktuálne informácie o výzvach a podpore je možné sledovať aj na stránkach Ministerstva hospodárstva SR⁴.

Realita je priaznivejšia než kedysi

Straty pri nabíjaní elektromobilov dnes síce existujú, no už nepredstavujú zásadný problém. V konečnom dôsledku ich takmer vždy platí používateľ, či už priamo doma alebo nepriamo cez cenu verejného nabíjania. Technologický pokrok však zabezpečil, že tieto straty sú nižšie a lepšie kontrolované. Správny výber nabíjačky, vhodné podmienky nabíjania a moderné funkcie vozidla dokážu zabezpečiť, že väčšina zaplatenej energie sa skutočne využije na jazdu.

Súvisiace Nabíjanie batérie II.

Zdroje:
1 Foto: Pavel Ondera, Brno [19-3-2024]
2 ADAC, Recenzia Renaultu Zoe
https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/autokatalog/marken-modelle/renault/renault-zoe/
3 ZSD Straty v distribučnej sieti
https://www.zsdis.sk/Uvod/Spolocnost/Informacny-servis/Archivne-informacie
4 Energie portal, Ministerstvo rozdelilo dotácie
https://www.energie-portal.sk
5 Nabito.sk, Nabíjanie, Fotovoltaika, pre Firmy, Domácnosti
https://nabito.sk/

Údaje použité v článku sú verejne dostupné v rámci informácií z médií, pre dohľadanie zadávajte autorom použité kľúčové slová a uvedené
zdroje Autor pri vyhľadávaní okrem iného používa aj ChatGPT, Perplexity, Gemini.