AC vs DC. 7 podstawowych różnic
Podstawowy podział systemów ładowania na szybkie ładowarki prądu stałego (DC) i wolniejsze ładowarki prądu przemiennego (AC) to już wiedza powszechna. Najważniejsze różnice w zakresie rozwiązań technicznych między systemami AC i DC, również są doskonale znane, jednak w ramach podsumowania, postanowiliśmy zebrać w jednym miejscu 7 najważniejszych różnic między tymi systemami.
Różnica 1: Miejsce konwersji zasilania
Istnieją dwa rodzaje energii elektrycznej, które mogą być używane do ładowania baterii pojazdów elektrycznych. To prąd zmienny i jego szczególny przypadek, czyli prąd przemienny (AC) oraz prąd stały (DC).
Energia pochodząca z sieci elektrycznej jest zawsze prądem przemiennym (AC). Jednak akumulator samochodu elektrycznego jest w stanie przyjąć tylko prąd stały (DC). Główną różnicą między ładowaniem prądem przemiennym i stałym jest jednak miejsce, w którym prąd przemienny jest konwertowany. Konwersja może odbywać się na zewnątrz lub wewnątrz samochodu.
Ładowarki DC są zwykle większe, ponieważ konwerter (nazywany też modułem mocy) znajduje się wewnątrz stacji ładującej. Dodatkowo wtyczka ładowarki DC posiada złącze do komunikacji i wymiany danych między samochodem (a dokładniej modułem zarządzania energią pojazdu) a ładowarką, umożliwiając uzyskanie maksymalnych, możliwych parametrów ładowania.
Z kolei w przypadku ładowania prądem przemiennym, proces konwersji energii elektrycznej rozpoczyna się dopiero po jej dostarczeniu do samochodu. Pojazdy elektryczne mają wbudowany konwerter AC-DC zwany “ładowarką pokładową”, który konwertuje prąd przemienny na prąd stały. Po przetworzeniu energii ładowany jest akumulator samochodu.
Różnica 2: Ładowanie w domu za pomocą szybkiej ładowarki DC?
Teoretycznie można zainstalować ładowarkę DC w domu. Nie ma to jednak większego sensu, ponieważ ładowarki DC są znacznie droższe, niż ładowarki AC a szybkość ładowania nie daje realnej przewagi podczas ładowania w domu lub firmie (samochód może być podłączony do ładowarki przez co najmniej 8 godzin).
Najtańsza ładowarka DC 20 kW na polskim rynku kosztuje 32 000 zł brutto i bynajmniej nie jest to produkt premium, a importer dyplomatycznie określił markę urządzenia jako “inna”.
Z kolei ceny ładowarek AC o mocy 22 kW zaczynają się od 2099 zł brutto za urządzenie Vestel EVC04-AC22 eMobility Wallbox RFID(marka Vestel należy do tureckiej grupy Zorlu Holding i od 2015 roku ma oficjalne przedstawicielstwo w Polsce, co z pewnością jest poważnym argumentem w kwestii serwisu i gwarancji), do 7000-8000 zł brutto (w zależności od konfiguracji) za najwyższej klasy ładowarkę od szwedzko-szwajcarskiego potentata – ABB (model ABB Terra AC 22kW).
Dodatkowo ładowarki DC zajmują więcej miejsca i wymagają znacznie bardziej złożonych procedur uruchomienia i dopuszczenia do użytkowania. Konieczne jest też złącze do sieci energetycznej o bardzo dużej mocy.
Różnica 3: Mobilne ładowanie z AC
Tylko ładowarki AC mogą być w pełni uznane za całkowicie mobilne. Są ku temu dwa główne powody. Po pierwsze, ładowarka DC zawiera niezwykle ciężki konwerter mocy, dlatego istnieją głównie stacjonarne modele takich ładowarek. Wprawdzie istnieją ładowarki DC oferowane jako mobilne, jednak ze względu na gabaryty i masę ponad 50 kg, są wyposażone w kółka i mają raczej zastosowanie warsztatowe ze względu na ograniczenia w łatwości ich przemieszczania. Po drugie, taka ładowarka wymaga złącza o dużej mocy, więc nawet gdyby była w pełni mobilna, prawdopodobnie nie znajdziemy odpowiedniego źródła zasilania w wielu miejscach.
Różnica 4: Ładowanie prądem stałym jest szybsze niż ładowanie prądem przemiennym
Kolejną ważną (może nawet najważniejszą) różnicą między ładowaniem AC i DC jest szybkość ładowania. Ładowarka DC ma wewnątrz konwerter (moduł mocy), co oznacza, że energia wychodząca ze stacji ładowania DC “omija” pokładową ładowarkę samochodu i trafia bezpośrednio do baterii. Proces ten oszczędza czas, ponieważ konwerter wewnątrz ładowarki DC jest znacznie bardziej wydajny niż ten w samochodzie. Dlatego ładowanie prądem stałym może być nawet dziesięć razy szybsze niż ładowanie prądem przemiennym.
Różnica 5: Zasilanie AC vs DC – inna krzywa ładowania
Kolejną podstawową różnicą między ładowaniem prądem przemiennym i stałym jest kształt krzywej ładowania. W przypadku ładowania prądem przemiennym moc dostarczana do pojazdu elektrycznego jest po prostu płaską linią. Powodem tego jest niewielki rozmiar ładowarki pokładowej a przez to ograniczona moc.
Tymczasem ładowanie prądem stałym tworzy regresywną krzywą ładowania, ponieważ akumulator pojazdu elektrycznego początkowo przyjmuje szybszy przepływ energii, ale stopniowo potrzebuje jej mniej, gdy osiąga coraz wyższy poziom naładowania. To ogromna przewaga, dająca możliwość szybkiego podniesienia poziomu energii akumulatora w krótkim czasie od podłączenia ładowarki.
Fot. go-e (producent ładowarek AC z Austrii)
Różnica 6: Ładowanie a stan akumulatora
W tej kwestii zdania są podzielone, ale w opinii niektórych ekspertów, jeśli ładowarka DC jest używana w sposób ciągły, wydajność i trwałość akumulatora może ulec pogorszeniu. Niektórzy producenci samochodów elektrycznych umieszczają tego typu ostrzeżenie nawet w swoich instrukcjach obsługi.
Większość nowych samochodów elektrycznych obsługuje ładowanie stałym prądem o mocy 100 kW lub większej, ale ładowanie z taką mocą wytwarza znaczne ilości ciepła i wzmacnia tak zwany efekt tętnienia – napięcie przemienne ulega zbyt dużym wahaniom na zasilaczu prądu stałego.
Firma telematyczna Geotab przeprowadziła badanie porównujące wpływ ładowarek AC i DC. Po 48 miesiącach analizowania stanu akumulatorów samochodów elektrycznych stwierdzono, że samochody, które korzystały z szybkiego ładowania więcej niż trzy razy w miesiącu, miały o 10% większą degradację baterii, niż te, które nigdy nie korzystały z szybkich ładowarek DC. Warto przy tym wspomnieć, że realna degradacja baterii samochodowych, niezależnie od użytkowanego systemu ładowania, jest znacznie niższa, niż zakładali producenci (często jest to około 8-12% spadku pojemności po ponad 10 latach użytkowania).
Różnica 7: Ładowanie AC jest tańsze niż ładowanie DC
Jedną z istotnych różnic między ładowaniem AC i DC jest cena. Poza wspomnianą ceną zakupu samego urządzenia, ładowarki AC są znacznie tańsze w montażu i eksploatacji, niż ładowarki DC. Cena usługi montażu naściennej stacji ładowania AC (bez materiałów) w przydomowym garażu lub firmie, zaczyna się już od 500 zł lub od około 1500-2000 zł netto za profesjonalny montaż wraz z procedurami pomiarów i przygotowaniem dokumentacji przez certyfikowanych i wykwalifikowanych elektryków.
Cena samej energii elektrycznej ładowania może znacznie się różnić w zależności od przygotowania przydomowej infrastruktury (panele PV, magazyn mocy itd.) wybranej taryfy i oferty operatora, ale w dużym uproszczeniu, możemy przyjąć cenę 1 zł/kWh, natomiast w przypadku ładowania na publicznych ładowarkach DC, 1,9-3,5 zł za 1 kWh.
Rynek AC w Polsce – przegląd
Ładowarki AC są dostępne w różnych wariantach mocy: od 2,3 kW (I fazowe, czyli zasilane ze zwykłego gniazdka 230V), również I fazowe 3,6 kW lub 7,4 kW oraz III fazowe (zasilane napięciem 400 V) o mocy 11kW lub 22kW. Jednak w przypadku ładowarki o mocy 7,4 kW warto już korzystać z zasilania III fazowego zamiast I fazowego (od mocy 3kW zaleca się już korzystanie z zasilania III fazowego o napięciu 400V).
Niezależnie od mocy, ładowarki AC, są oferowane jako naścienne (ew. montowane na słupkach) czyli wallbox`y oraz ładowarki mobilne.
Pokładowe ładowarki w samochodach najczęściej umożliwiają ładowanie z mocą do 11kW, dlatego, kupno ładowarki AC mocniejszej niż 11 kW (czyli 22 kW) zazwyczaj nie ma sensu. Z tego względu ładowarki AC 11 kW są najpopularniejsze.
Zebraliśmy opinie użytkowników, importerów, gwarantów oraz certyfikowanych elektryków, którzy montują i serwisują urządzenia i poniżej prezentujemy listę wybranych produktów dostępnych na polskim rynku (to nie jest ranking ani studium całego rynku, ale przegląd wybranych produktów).
Ładowarka o mocy 11 kW za 1500 zł? Jak najbardziej!
Trudno kupić rower lub telefon przyzwoitej jakości w budżecie 1500 zł brutto, jednak za taką kwotę da się już kupić działającą ładowarkę mobilną o mocy 11 kW. Tabelę cenową otwierają wprawdzie ładowarki AC 11 kW w cenach już od 419 zł, natomiast w rankingu popularności przoduje ładowarka mobilna ZenCar PAA111 KW za 1499 zł. Nie jest to z pewnością produkt premium i można mieć do niego pewne uwagi (jak np. znaczny spadek elastyczności kabli w ujemnych temperaturach), ale w opinii użytkowników, jest to urządzenie solidne, użyteczne, trwałe i łatwe w użytkowaniu.
Ładowarka mobilna ZenCar 11kW w zestawie z adapterami i torbą transportową za 1699 zł brutto. Fot. ZenCar.
Szeroki wybór ładowarek AC w cenie od 2 000 do 3 000 zł
W budżecie od 2 tys. zł do 3 tys. zł wybór urządzeń jest szeroki i możemy wybierać między ładowarkami mobilnymi producentów o wyższej renomie i stażu rynkowym oraz spośród szerokiej palety urządzeń typu wallbox. W tym zakresie cenowym, rynkowym hitem są urządzenia BESEN w różnych wariantach wyposażenia m.in z regulacją mocy, kartami RFID, czytnikiem kart SIM i modułem LTE, modułem wi-fi do połączenia z aplikacjami mobilnymi w cenie od 2249 zł.
Ładowarka WALLBOX BESEN BS-11kW to rynkowy bestseller. Fot. Besen
Segment ładowarek niskiej mocy jest atrakcyjny nie tylko dla producentów z Chin, dlatego również uznane europejskie marki technologiczne oferują ładowarki AC np. Wallbox Webasto Pure 2 11 kW za 2600 zł.
Ładowarka Wallbox cenionego producenta wyposażenia dla motoryzacji -Webasto, model Pure 2 11 kW za 2600 zł.Fot. webasto.com/pl
Zdecydowana większość marek oferujących ładowarki AC ma chiński rodowód, ale nie wszyscy użytkownicy w Europie mają pełne zaufanie do produktów z Państwa Środka, dlatego wiele firm używa europejsko brzmiących nazw marek lub wprost, pojawia się nazwa europejskiego kraju lub podkreślony jest europejski rodowód produktu.
Ładowarka Heidelberg Wallbox Europa Home Eco 11 kW za 2800 zł. Dystrybutor podkreśla pochodzenie produktu (“MADE IN GERMANY” “Wallbox Europa”) fot. Chargeo.pl
Zakres cen od 3 tys. zł do 6 tys. zł – znane marki i ładowarki sygnowane logo naszego samochodu
W tym segmencie cenowym, do wyboru jest szereg produktów uznanych europejskich marek jak AEG Wallbox 11 kW za 4299 zł orazwallboxy oferowane przez salony dealerskie, wyróżniające się designem zgodnym z duchem i stylem marki samochodu np. AUDI Wallbox Plus 11kW za 4389 zł.
AEG Wallbox 11 kW za 4299 zł brutto Fot. AEG
Design AUDI Wallbox Plus 11kW jest spójny ze stylem wzornictwa marki z Ingolstadt. Dla wielu klientów to ważne kryterium. Cena 4389 zł. Fot. Audi
Powyżej 5 tys. zł – najwyższa jakość, specjalistyczne produkty
Dysponując budżetem powyżej 5 000 zł, możemy oczekiwać najwyższej jakości, trwałości, wyszukanego designu oraz sprawdzonej technologii. Przykładem jest Szwajcarsko-szwedzki koncern technologiczny ABB, produkujący stacje DC, ale również najwyższej klasy stacje AC jak ABB Terra AC 11 kW za 6 500 zł brutto.
Wysokiej jakości materiały, przetestowane komponenty i zaawansowana technologia ładowarki wallbox ABB Terra AC 11 kW. Cena: 6 500 zł. Fot. ABB
A co na to dealerzy samochodowi?
Udało nam się porozmawiać z przedstawicielami marek popularnych oraz z segmentu premium. Nasi rozmówcy podkreślali, że elektryfikacja flot klientów, jest poważnym wyzwaniem nie tylko technicznym (ktoś musi zamontować ładowarkę w garażu lub na parkingu firmowym), ale również jest to wyzwanie handlowe, bo klienci często oczekują samej stacji ładowania jak i montażu w cenie zakupu samochodu. Dealerzy marek premium i luksusowych (np. Porsche) oferują ładowarki w pakiecie z samochodem. Część dealerów rekomenduje korzystanie z ładowarek mobilnych, bo wystarczy, że klient przygotuje gniazdo “siłowe”, czyli III fazowe 400 V (bez znaczenia czy będzie to gniazdo 16A czy 32A, bo w zestawach są adaptery 16A/32A) i będzie miał możliwość korzystania z ładowarki jak ze zwykłego odbiornika prądu podłączonego do gniazda. Taka mobilna ładowarka o mocy do 11 kW, sprzedawana jako oryginalne akcesorium OEM, zazwyczaj kosztuje od 1500 do 2000 zł. Część klientów woli jednak mieć zamontowany wallbox i wówczas cena takiego urządzenia (mowa o oryginalnym akcesorium OEM) to około 3500 – 4500 zł.
Okiem eksperta
Paweł Wieland, ekspert rynku ładowarek AC, właściciel marki Electronite.eu posiadającej około 20% rynku ładowarek AC w Polsce
Jaki jest dziś rynek ładowarek AC?
Rynek jest rosnący, tak jak sprzedaż aut EV czy hybryd plug-in. Nie wiemy czy np. pojedyncze pożary aut elektrycznych wpłyną na decyzje kupujących, czy zmiany decyzji regulacji prawnych w parlamencie UE, ale na ten moment można powiedzieć, że świat przechodzi na auta elektryczne.
Jakie przewiduje Pan trendy w obszarze ładowarek AC?
Ładowanie z AC to nieskomplikowany temat, sprzęt jest potrzebny jak do ładowania laptopa czy golarki. Część klientów chce kontrolować ładowanie przez aplikacje, niektórzy potrzebują automatyki do współpracy z panelami PV, a część traktuje ładowarkę jako jedno z koniecznych do życia narzędzi i korzysta na zasadzie „wjeżdżam do garażu, ładuje, śpię i wyjeżdżam”. Ładowanie indukcyjne raczej się nie przyjmie w sferze aut EV (za duże straty energii).
Na co musi zwrócić uwagę klient wybierając ładowarkę AC?
Na bezpieczeństwo, niezawodność, prostotę używania. Podstawowe funkcje jakie musi posiadać ładowarka to: regulacja mocy ładowania i ew. ustawny czas startu ładowania (aby naładować nocną tańszą taryfą). Nowy ZenCar który wszedł do naszej oferty, dodatkowo posiada detektor prądu stałego tzw. RCD typu B oraz wskaźnik separacyjny pracy każdej fazy podczas ładowania.
O co najczęściej pytają klienci, na co zwracają uwagę wybierając ładowarkę?
Najczęściej rozmowa i doradzanie toczą się w obszarze modelu ładowarki, mocy i przypasowania właściwego sprzętu jedno czy trzyfazowego do danego auta EV, ważna też jest gwarancja 2 lub 3 letnia oraz np. kompatybilność z modelami aut EV.
Czym się wyróżnia electronite.eu na tle rynku i konkurencji i jak zdobywa przewagę? Co ma największe znaczenie dla klienta: cena, jakość, fachowe doradztwo, dostępność towaru na magazynie, opieka serwisowa?
Posiadamy w tej chwili najszerszą ofertę ładowarek AC dla domów i małych firm w Polsce. Nasz udział rynkowy to ok. 20%. Cały czas pracujemy analitycznie nad naszą ofertą, aby była zróżnicowana i przystępna cenowo. Dodatkowym plusem jest nasz serwis – który jest ważnym elementem każdego zakupu elektroniki, z autoryzacją sprzedawanych marek, posiadamy części do każdej ładowarki z naszej oferty. Na nowe modele ładowarek Zencar z serii E 3.6/7.4/11/22kW mamy wyłączność importu i dystrybucji w Polsce.
Podsumowanie
Można efektywnie naładować samochód w domu lub firmie ładowarką już za 1500 PLN, ale często sama zdolność do ładowania baterii, nie jest jedynym kryterium wyboru ładowarki. Dla wielu liczy się np. pochodzenie produktu, a często również kwestie estetyczne, bo ładowarka jest elementem designu garażu, podjazdu lub parkingu firmowego i powinna być architektoniczne spójna z otoczeniem. O wyborze ładowarki decyduje również jej wyposażenie (w szczególności moduł Wi-Fi lub LTE do zdalnego łączenia z aplikacją), cena i opieka serwisowa. Reasumując, oferta jest rozbudowana, wybór bogaty i w zależności od potrzeb, gustów i budżetu – w zakresie od 1500 zł do 7000 zł można kupić efektywną, dopasowaną do potrzeb ładowarkę AC.
Autor: Konrad Kowalski
