Használt Leaf akkuk segítik a napelemes töltőt Óbudán

A villanyautók ellen gyakori ellenérv, hogy az akkumulátorok gyártása jelentős mértékben terheli a környezetet. A villanyautó-ellenes tanulmányok pedig rendszeresen azzal számolnak, hogy az autókban 120-160.000 km megtétele után akkumulátort kell cserélni. A valóságban az akku gyártás környezetterhelése a megújuló energia arányának növekedésével folyamatosan csökken, a tapasztalatok pedig azt mutatják, hogy a villanyautók akkumulátorai lényegesen tovább bírják, mint eleinte reméltük.

A Nissan már 10 éve gyárt nagy sorozatban elektromos autókat, melyek adatait elemezve arra a következtetésre jutottak, hogy nem az akkumulátorok cseréjén, inkább az elbontandó autók még működőképes akkumulátorainak további felhasználásán, a második életükön kell gondolkoznunk. A japán autógyártó az akkumulátorok átlagos élettartamát 20-22 évre becsüli, miközben egy autó átlagos élettartama 10 év.

Az Európai Unió kiemelt célja a CO₂ kibocsátás csökkentése, amelyhez elengedhetetlen a megújuló energia használata. A megújuló energiatermelés egyik leghangsúlyosabb területe a napenergia. A zöld energiatermelésnek hátránya, hogy a felhasználás időben elválhat a termeléstől, azaz az időjárástól függően hektikus a termelés, ami instabillá teheti az energiarendszert, ezért tárolórendszerek van szükség. 

Az elektromobilitás elterjedése segítheti a probléma kezelését. A villanyautókban egyre nagyobb az akkupakk, miközben az átlagos autós által minden nap megtett távolság nem növekszik ilyen mértékben, ezért egy-két évtizeden belül hatalmas mennyiségű, olcsó tárolókapacitás áll majd rendelkezésünkre. Bizonyított tény, hogy az akkumulátorok az autó életútja után még sokáig használhatók, egyszerűen csak szervezés, és akarat kérdése, hogy ezt megtegyük. 

Az Óbudai Egyetem ma átadtak egy nemzetközi szinten is egyedülálló projektet, amely az akkumulátorok további használatára mutat be egy remek példát. Az Intézmény a Premium Napelem Kft.-vel konzorciumban telepített és helyezett üzembe egy innovatív, napelemes elektromos autó töltőt (solar carport), újrahasznosított elektromos autó akkumulátorokkal. A Solar Carportot az Óbudai Egyetem Szőlő utcai telephelyén helyzeték üzembe többek közt azért, hogy a hallgatók tanulmányozhassák az árammenedzsmentet. 

A villanyautók töltéséhez szükséges energiát 24 db, egyenként 320 Wp teljesítményű monkristályos SoliTech napelem termeli. Az üveg-üveg napelemek sajátossága, hogy a napelem-cellák két üveglap között helyezkednek el. A megoldás egyik előnye, hogy a napelemek részben fényáteresztőek. A napelemek szilárdsága is sokkal magasabb, ezért csökken a napelem-cellákon, a rakodásból, szállításból, szerelésből és további tényezőkből adódó hajlítások száma, ami hajszálrepedésekhez vezethet. Ennek következtében az ilyen típusú napelemek magasabb, 30 év, 90% kapacitás-garanciával rendelkeznek. 

A 7680 kWp összteljesítményű napelemes rendszer egy 7 kW-os, 3 fázisú inverterhez csatlakozik. Az elektromos autók töltését 2 darab, egyenként 22 kW-os Wallbox Copper okostöltő biztosítja. 

A Solar Carport legérdekesebb része a napelemes inverter és az elektromos autó töltők között helyezkedik el. Ezek az akkumulátorok és a Victron BMS akku-vezérlő egységek. Az újrahasznosított akkumulátorok két használt Nissan LEAF-ből származnak, egy 24 kWh-s és egy 40 kWh-s csomagból. A szakemberek választása azért esett a Nissan-ra, mert ez az egyik legnagyobb példányszámban értékesített elektromos autó az európai és a magyar piacon egyaránt.

A napelemes rendszerben a LEAF akkumulátorok további előnye a passzív hűtés, amely nem igényel semmilyen karbantartást (például nincs szükség hűtőfolyadék cserére, vagy kopó-forgó ventilátorra). Az autókba épített akku csomagok moduláris felépítésűek, a 400 voltos feszültséget 48 sorba kapcsolt modul biztosítja. A Premium Napelem Kft. és az Óbudai Egyetem szakemberei a Nissan támogatásával modulokra bontották az akkumulátorokat, majd 7 darabos csomagokba építették össze azokat. A feszültség ezáltal lecsökkent, lehetővé téve a szabványos 48 voltos vezérlők alkalmazását. Az így kialakított akkumulátorok teljesen biztonságosak, ilyen konstrukcióban nem lehet őket túlhevíteni, tűzveszély kizárólag deformáció esetén következhetne be, ami lényegében kizárt, ugyanis az épületen kívül egy fém szekrényben helyezték el az akkumulátorokat.

Az akkumulátorok töltését Victron Quattro 48/8000/110-100/100 230V BMS egységek vezérlik, melyek nem csak automatizálják az akkumulátorok töltését és merítését, de online felületen keresztül monitorozhatók és vezérelhetők, így az Egyetem hallgatói is fel tudják használni a képzések során.

A napelemes autóbeálló további előnye, hogy árnyékot is ad parkolás közben, így az autók légkondicionálója által felhasznált energiával is takarékoskodhatunk.

Az Óbudai Egyetem sok egyéb mellett a napelemes rendszerek kutatása és oktatása terén is jeleskedik, ugyanakkor az Egyetem vezetése számára fontos törekvés az e-Mobilitás érvényesítése is, így erre a területre is felkészítik a jövő mérnökeit. Az innovatív napelemes töltővel lehetőség nyílik a napelemes rendszerek struktúrájának, főbb szerkezeti elemeinek, üzemeltetésének gyakorlati bemutatására.

A hallgatók mérhetik a napelemek teljesítményét, az akkumulátorok karakterisztikáját vagy az elektronikai egységek (inverter, töltő, akkuvezérlő) főbb jellemzőit. Mindezen túl a rendszer alkalmas kutatás-fejlesztési feladatok végzésére is, mit például az akkumulátorok másodlagos felhasználásával kapcsolatos tapasztalatok szerzése, a hálózati visszatáplálás vizsgálata (V2G – Vehicle to Grid), vagy akár az ütemezett töltés algoritmusainak fejlesztése. Nemzetközi téren is újdonságnak számít, hogy a rendszerbe épített újrahasznosított elektromos autó akkumulátor. Mivel az akkumulátor terhelése egy autóban lényegesen nagyobb, mint ami egy napelemes rendszernél, így erre a típusú felhasználásra akár több évtizedig is alkalmas lesz még. 

A K+F projekt az Európai Unió szervezete, az EIT Urban Mobility támogatta. A fejlesztés révén az Egyetem hallgatói értékes szakmai-gyakorlati tapasztalatot szerezhetnek. Az innováció rendkívül gyorsan, négy hónap alatt valósult meg, 30 millió forint Európai Uniós támogatásból.

Szűcs Gábor

2017 óta aktív villanyautós, a Villanyautósok Közösségének oszlopos tagja, a miskolci találkozók szervezője. Környezettudatos családapaként nem csak az autó üzemanyagát, de a háztartás fogyasztását is igyekszik otthon, a háztetőn (áram) és a kertben (zöldség, gyümölcs) megtermelni. Mert nem mindegy, hogy mit eszünk meg és milyen levegőt szívunk be.