Elbil eller inte?

[ch_yzf]

Ingvar, för att göra mig ännu mer populär i trådar som denna monterade jag solceller på ett par av mina tak i juni i fjol, 13.5 kWp för att vara mer exakt så analogin gentemot 16A 3-fasladdning stämmer hyfsat. Energimyndigheten gjorde ett rätt rejält test av verkningsgraden av de vanligaste växelriktarna och den låg på mellan 93 och 95% om jag minns rätt.

Nu vet jag ju att fläkten i min växelriktare kickar igång när solen ligger på så visst genereras en del överskottsvärme. Vidare är likriktaren rätt kostsam och skrymmande, säg 20-30 kkr om vi håller oss runt 16A 3-fas och därmed såväl dyrare som mer utrymmeskrävande än vad vi kanske hittar i en elbil. Men som exempel på växelriktare med högre effektivitet än dryga 80%, inriktning mot privatmarknaden och kapacitet ungefär som en elbil kanske det kan fungera?

Eller bortser jag från någon förlust när jag översätter verkningsgrad till effektivitet? Länk till testrapport över såväl celler som växelriktare:

Solceller som är bäst i test | Energimarknadsbyrån

Viktiga slutsatser från Energimyndighetens två studier av solceller på den svenska marknaden och valet av solceller som är bäst i test. Identifierade fallgropar vid granskning av offerter inför val av solceller och allvarliga brister av installationer.

www.energimarknadsbyran.se

Bra inlägg med mycket fakta! Bra siffror på växelriktarna! Över 93% under ideala förhålladen är mer än godkänt. ( det står i testet att de väljer det bästa värdet av tre olika spänningar)
Personligen tror jag att bilarnas laddare är i helt motsvarande klass fastän de riktar från tvärt emot solpanelers DC=>AC vs AC=>DC. Biltillverkana har även antalet på sin sida, det blir alltid billigare att tillverka många inverters än några få, så kvalliteten på de är säkert relativt hög.

 

[roffe_s]

Bra inlägg med mycket fakta! Bra siffror på växelriktarna! Över 93% under ideala förhålladen är mer än godkänt. ( det står i testet att de väljer det bästa värdet av tre olika spänningar)
Personligen tror jag att bilarnas laddare är i helt motsvarande klass fastän de riktar från tvärt emot solpanelers DC=>AC vs AC=>DC. Biltillverkana har även antalet på sin sida, det blir alltid billigare att tillverka många inverters än några få, så kvalliteten på de är säkert relativt hög.

Tack för det Och visst kan det vara så. Jag har en SMA av lite större modell, bifogar för info diagrammet från den familjen där konsekvensen av olika spänningsnivåer redovisas. Jag har en något överdimensionerad växelriktare då jag har ett tak till att montera på när andan faller på, så växelriktaren klarar 20 kWp. Det gör dock inte mina nuvarande huvudsäkringar vid export så jag nöjer mig detta året och inväntar någon form av förändring av säkringsavgift för export. Eller ett batteri… ?

 

[ingvar.olsson]

Ingvar, för att göra mig ännu mer populär i trådar som denna monterade jag solceller på ett par av mina tak i juni i fjol, 13.5 kWp för att vara mer exakt så analogin gentemot 16A 3-fasladdning stämmer hyfsat. Energimyndigheten gjorde ett rätt rejält test av verkningsgraden av de vanligaste växelriktarna och den låg på mellan 93 och 95% om jag minns rätt.

Nu vet jag ju att fläkten i min växelriktare kickar igång när solen ligger på så visst genereras en del överskottsvärme. Vidare är likriktaren rätt kostsam och skrymmande, säg 20-30 kkr om vi håller oss runt 16A 3-fas och därmed såväl dyrare som mer utrymmeskrävande än vad vi kanske hittar i en elbil. Men som exempel på växelriktare med högre effektivitet än dryga 80%, inriktning mot privatmarknaden och kapacitet ungefär som en elbil kanske det kan fungera?

Eller bortser jag från någon förlust när jag översätter verkningsgrad till effektivitet? Länk till testrapport över såväl celler som växelriktare:

Solceller som är bäst i test | Energimarknadsbyrån

Viktiga slutsatser från Energimyndighetens två studier av solceller på den svenska marknaden och valet av solceller som är bäst i test. Identifierade fallgropar vid granskning av offerter inför val av solceller och allvarliga brister av installationer.

www.energimarknadsbyran.se

Nu jämför du växelriktare med likriktare, det är ju inte samma sak och jag kan inte något om dem.

Dock så är det ju så att dina batterier inte kan laddas med växelström utan den elektricitet du får ut ur växelriktare måste likriktas innan batterierna kan ta emot den.

Du får alltså multiplicera verkningsgraden för växelriktaren med verkningsgraden för likriktaren (och övriga ingående delar som BMS etc) för att få verkningsgraden från solpanel till batteri.

Just i det fallet kanske man inte bryr sig så mycket eftersom den inkommande elektriciteten från solpanelen inte kommer på elräkningen.

Mvh,
Ingvar

 

[roffe_s]

Nu jämför du växelriktare med likriktare, det är ju inte samma sak och jag kan inte något om dem.

Dock så är det ju så att dina batterier kan inte laddas med växelström utan den elektricitet du får ut ur växelriktare måste likriktas innan batterierna kan ta emot den.

Du får alltså multiplicera verkningsgraden för växelriktaren med verkningsgraden för likriktaren (och övriga ingående delar som BMS etc) för att få verkningsgraden från solpanel till batteri.

Just i det fallet kanske man inte bryr sig så mycket eftersom den inkommande elektriciteten från solpanelen inte kommer på elräkningen.

Mvh,
Ingvar

Du har naturligtvis rätt i sak, i en växelriktare är processen reverserad och likriktaren i bilen omvandlare växel- till likström - det har jag koll på. Men jag kan för lite om hårdvaran för att förstå varför den reverserade processen - att omvandla växelström till likström - skulle vara mindre effektiv och medföra högre förluster? Vet Du något sådant samband?

Utan att ha några större vetenskapliga bevis för min teori bedömer jag, baserat på förbrukning allokerad till hemmaladdarna under en känd tid, körsträcka och snittförbrukning enligt mjukvaran, effektiviteten för min elbil till ca 80-85%. Säg att laddhastigheten då är relativt låg, kanske 6-9 kWh/h. Det känns både rimligt och hyfsat rätt.

Vid likströmsladdning är sannolikt förlusterna högre då överskottsvärme kyls bort, det har jag däremot aldrig kollat

 

[Tegel1432]

Du har naturligtvis rätt i sak, i en växelriktare är processen reverserad och likriktaren i bilen omvandlare växel- till likström - det har jag koll på. Men jag kan för lite om hårdvaran för att förstå varför den reverserade processen - att omvandla växelström till likström - skulle vara mindre effektiv och medföra högre förluster? Vet Du något sådant samband?

Utan att ha några större vetenskapliga bevis för min teori bedömer jag, baserat på förbrukning allokerad till hemmaladdarna under en känd tid, körsträcka och snittförbrukning enligt mjukvaran, effektiviteten för min elbil till ca 80-85%. Säg att laddhastigheten då är relativt låg, kanske 6-9 kWh/h. Det känns både rimligt och hyfsat rätt.

Vid likströmsladdning är sannolikt förlusterna högre då överskottsvärme kyls bort, det har jag däremot aldrig kollat

Det stämmer. Verkningsgraden för växelriktare är högre än för likriktare. Räknar man i det lägre spannet för dc-ac-dc blir verkningsgraden runt 75%. I bästa fall 88%. Du ligger sannolikt runt 80%

 

[roffe_s]

Det stämmer. Verkningsgraden för växelriktare är högre än för likriktare. Räknar man i det lägre spannet för dc-ac-dc blir verkningsgraden runt 75%. I bästa fall 88%. Du ligger sannolikt runt 80%

Tack, det var nyheter för mig. Vet Du varför likriktaren är mer ineffektiv, d v s varför det uppstår mer förluster när växelström ska riktas än vid det omvända? Det vore lite kul att veta

 

[Tegel1432]

Tack, det var nyheter för mig. Vet Du varför likriktaren är mer ineffektiv, d v s varför det uppstår mer förluster när växelström ska riktas än vid det omvända? Det vore lite kul att veta

Nej jag har inte grävt djupare än så. Fan också, nu måste jag göra det.

 

[ingvar.olsson]

Du har naturligtvis rätt i sak, i en växelriktare är processen reverserad och likriktaren i bilen omvandlare växel- till likström - det har jag koll på. Men jag kan för lite om hårdvaran för att förstå varför den reverserade processen - att omvandla växelström till likström - skulle vara mindre effektiv och medföra högre förluster? Vet Du något sådant samband?

Jag kan inte detta tillräckligt väl för att säga något bestämt men jag tror att problemet är att är så här:

Både växelriktare och primärswitchade likriktare hackar upp insignalen i pulser som sedan skickas genom en krets för att konvertera till den spänning och typ man vill ha. Den konverterade spänningen kommer att innehålla skräp från upphackning/konvertering som måste filtreras bort.

När man gör filtreringen så man måste filtrera bort mer för att få likström än för att få växelström, filtret för växelström ska ta bort allt ovanför 50Hz men likströmsfiltret ska ta bort allt ovanför 0Hz.

Några 0 Hz filter finns inte så vitt jag vet så i verkligheten blir det ett filter med högre frekvens, vad man normalt använder vet jag inte.

Mvh,
Ingvar

 

[roffe_s]

Nej jag har inte grävt djupare än så. Fan också, nu måste jag göra det.

Svårt att vara vetgirig! Jag googlade runt och hittade en Intressant presentation från LTH, siffrorna på sidan 7 ligger dock rejält högre än de vi pratar om. Men då är det väl kanske ABB-prylar för industriellt bruk / högspänningsnät som avses.

Är bara lite nyfiken på om det är reaktiv effekt/fasförskjutning i spolar eller reducering av brus som kostar värme. Förstår jag det rätt sitter vanligen 3 st separata omvandlare för vardera fasen i elbilarna vilket kanske kan förenkla letandet… https://www.iea.lth.se/etef10/forel/F1.pdf

Men jag hittade någon enfas likriktare med verkningsgrad över 90%, däremot framgick inte applikation eller utspänning. 400V spänning i likströmsdelen är nog ingen storsäljare på hyllan. En är faktiskt Benning som hävdar >96.5% för sin serie med 400V på växelströmsidan, prislapp okänd. De har en intressant bild (s 10) i sitt material där de hävdar 91% verkningsgrad tutti från växelström till användbar energi på hjulen för sina egna 24V truckbatterier inklusive likriktare: https://www.benning.de/produkter/tr...ads/10228904_liflex_24_pages_en.pdf&cid=71146

Jaja, i värsta fall får vi leva med ovissheten - och det lär fungera det också.

Jag kan inte detta tillräckligt väl för att säga något bestämt men jag tror att problemet är att är så här:

Både växelriktare och primärswitchade likriktare hackar upp insignalen i pulser som sedan skickas genom en krets för att konvertera till den spänning och typ man vill ha. Den konverterade spänningen kommer att innehålla skräp från upphackning/konvertering som måste filtreras bort.

När man gör filtreringen så man måste filtrera bort mer för att få likström än för att få växelström, filtret för växelström ska ta bort allt ovanför 50Hz men likströmsfiltret ska ta bort allt ovanför 0Hz.

Några 0 Hz filter finns inte så vitt jag vet så i verkligheten blir det ett filter med högre frekvens, vad man normalt använder vet jag inte.

Mvh,
Ingvar

Tusen tack Ingvar, som Du ser i svaret ovan var jag inne och yrade kring ”filtrering”. Och Energimyndighetens test visade helt riktigt att det finns en del störningsrester kvar på växelströmssidan, och den sidan bör ju vara mer förlåtande än likströmssidan!

 

[J_Park]

Materialet från LTH är från min avdelning, kul att det kan komma till nytta även utanför klassrummen.
Mekanismerna relaterat till likriktning eller växelriktning är som redan konstaterats desamma. Jag har personligen jobbat med att använda en omriktare ämnad för motordrift (alltså kopplad mellan ett batteri och en elektrisk maskin) i nätansluten drift (motorn ersätts med elnätet). Detta går alldeles utmärkt och jag mätte upp en verkningsgrad enligt figur. Givetvis mätt med en kalibrerad effektanalysator efter konstens alla regler.
Det ska dock noteras att detta är icke-isolerad, aktiv likriktning. I de flesta applikationer idag är likriktningen isolerad vilket innebär ytterligare förluster, uppåt 3-5% extra.
Denna uppställning ska inte heller jämföras med gammal hederlig passiv likriktning med dioder, vilket genererar betydligt lägre verkningsgrad samt att det skapas betydligt mer övertoner på nätet.

 

[gundj]

I tidningen Elbilen läste jag en artikel där de refererade till realistisk förbrukning kontra körcykel med ca 25% ökad förbrukning inkluderande förluster och verklig körprofil.
Jag antar att den tidningen är positiv till elbilar.
Tyvärr delade de inte upp de 25% i sina komponenter.

 

[BrooklynS]

I tidningen Elbilen läste jag en artikel där de refererade till realistisk förbrukning kontra körcykel med ca 25% ökad förbrukning inkluderande förluster och verklig körprofil.
Jag antar att den tidningen är positiv till elbilar.
Tyvärr delade de inte upp de 25% i sina komponenter.

Jag tror att det är en mycket realistisk siffra. Körcykeln WLTP är inte representativ för normal körning i Sverige utan är tänkt att underlätta jämförelser mellan olika fordon. Amerikanska EPA ligger närmare våra verkliga förhållanden.

Det blir lite som "hur mycket energi går det åt att värma ett hus", där svaret skiljer sig rätt rejält åt beroende på om huset ligger i Tunis eller Rovaniemi.

Körcykler jämförs globalt och de flesta mil körs nog i tämligen urban miljö runt stora städer och då blir WLTP närmare verkligheten.

Förlusterna är helt klart en mindre fråga.

 

[Two stroke man]

Materialet från LTH är från min avdelning, kul att det kan komma till nytta även utanför klassrummen.
Mekanismerna relaterat till likriktning eller växelriktning är som redan konstaterats desamma. Jag har personligen jobbat med att använda en omriktare ämnad för motordrift (alltså kopplad mellan ett batteri och en elektrisk maskin) i nätansluten drift (motorn ersätts med elnätet). Detta går alldeles utmärkt och jag mätte upp en verkningsgrad enligt figur. Givetvis mätt med en kalibrerad effektanalysator efter konstens alla regler.
Det ska dock noteras att detta är icke-isolerad, aktiv likriktning. I de flesta applikationer idag är likriktningen isolerad vilket innebär ytterligare förluster, uppåt 3-5% extra.
Denna uppställning ska inte heller jämföras med gammal hederlig passiv likriktning med dioder, vilket genererar betydligt lägre verkningsgrad samt att det skapas betydligt mer övertoner på nätet.

View attachment 469196

Är det så likriktare vanligtvis är konstruerade idag?
Tänker så du inte pratar om någon industrimodell eller liknande som har betydligt högre verkningsgrad än konsumentprylar.

 

[GuW]

Jag tror att det är en mycket realistisk siffra. Körcykeln WLTP är inte representativ för normal körning i Sverige utan är tänkt att underlätta jämförelser mellan olika fordon. Amerikanska EPA ligger närmare våra verkliga förhållanden.

WLTP:

• En testcykels längd är 30 minuter
• Körsträckan är 23,25 km
• Snitthastigheten är 46,5 km/h
• Maxhastigheten är 131 km/h
• Yttertemperaturen är 23°C
• Elbilen är stillastående under 13% av testet
• Drivkraft (snitt/max) 7 kW / 47 kW.

Och så här stämmer räckvidden sedan mot ett verkligt vintertest:

Elbil	Beräknad räckvidd	WLTP-räckvidd	Procent
BMW iX3	300 km	453 km	66%
Citroen e-C4	190 km	350 km	54%
Polestar 2	300 km	470 km	63%
Porsche Taycan 4S	310 km	463 km	66%
Volkswagen ID.3	265 km	420 km	63%

 

[J_Park]

Är det så likriktare vanligtvis är konstruerade idag?
Tänker så du inte pratar om någon industrimodell eller liknande som har betydligt högre verkningsgrad än konsumentprylar.

Vad jag vet används aktiv likriktning alltid när vi snackar elfordonsladdning. Isolerad sådan.
Den omriktare jag kört i detta fall är en off-the-shelf produkt från Semikron (https://www.semikron.com/products/product-lines/skai/skai-2-hv.html) avsedd för motordrift i fordon, så inget hokuspokus alls. Jag körde en DC-spänning på ca 600V dock, de flesta elfordon idag ligger på 400V. Det dyker dock upp fler och fler som ligger kring 800V.

 

[gundj]

WLTP:

• En testcykels längd är 30 minuter
• Körsträckan är 23,25 km
• Snitthastigheten är 46,5 km/h
• Maxhastigheten är 131 km/h
• Yttertemperaturen är 23°C
• Elbilen är stillastående under 13% av testet
• Drivkraft (snitt/max) 7 kW / 47 kW.

Och så här stämmer räckvidden sedan mot ett verkligt vintertest:

Elbil	Beräknad räckvidd	WLTP-räckvidd	Procent
BMW iX3	300 km	453 km	66%
Citroen e-C4	190 km	350 km	54%
Polestar 2	300 km	470 km	63%
Porsche Taycan 4S	310 km	463 km	66%
Volkswagen ID.3	265 km	420 km	63%

Då kan ju tidningen Elbilen ta sina 25% och köra upp i ladduttaget.
I siffrorna ovan är ju inga laddförluster med, bara färdförbrukning.

 

[GuW]

Då kan ju tidningen Elbilen ta sina 25% och köra upp i ladduttaget.
I siffrorna ovan är ju inga laddförluster med, bara färdförbrukning.

Ja, precis, eventuella laddförluster är inte med.

 

[Two stroke man]

WLTP:

• En testcykels längd är 30 minuter
• Körsträckan är 23,25 km
• Snitthastigheten är 46,5 km/h
• Maxhastigheten är 131 km/h
• Yttertemperaturen är 23°C
• Elbilen är stillastående under 13% av testet
• Drivkraft (snitt/max) 7 kW / 47 kW.

Och så här stämmer räckvidden sedan mot ett verkligt vintertest:

Elbil	Beräknad räckvidd	WLTP-räckvidd	Procent
BMW iX3	300 km	453 km	66%
Citroen e-C4	190 km	350 km	54%
Polestar 2	300 km	470 km	63%
Porsche Taycan 4S	310 km	463 km	66%
Volkswagen ID.3	265 km	420 km	63%

23 grader ganska hög temperatur även globalt sett. Men så praktiskt precis den temperatur då man varken behöver köra AC eller värme i bilen.

Årsmedeltemperaturen för den tätast befolkade delen av Sverige verkar ligga kring 5-6 grader.

Normal årsmedeltemperatur | SMHI

www.smhi.se

 

[GuW]

23 grader ganska hög temperatur även globalt sett. Men så praktiskt precis den temperatur då man varken behöver köra AC eller värme i bilen.

Årsmedeltemperaturen för den tätast befolkade delen av Sverige verkar ligga kring 5-6 grader.

Normal årsmedeltemperatur | SMHI

www.smhi.se

Jag gissar att batteriet varken behöver värmas eller kylas heller.

Kanske dags för en N-WLTP för dom nordiska länderna, där man kör ett test i skånsk högsommarvärme och ett i Kirunas lägsta vintertemperatur med vinterdäck, och så slår man ut ett snitt...

(jag citerade ett norsk test med temperaturer mellan 0 och -20)

 

[Hoztic]

23 grader ganska hög temperatur även globalt sett. Men så praktiskt precis den temperatur då man varken behöver köra AC eller värme i bilen.

Årsmedeltemperaturen för den tätast befolkade delen av Sverige verkar ligga kring 5-6 grader.

Normal årsmedeltemperatur | SMHI

www.smhi.se

Nattetid ja, 23C i skuggan, klarblå himmel och gassade sol så blir det betydligt varmare i bilen, så ACn har nog att göra, i synnerhet om bilen har stått i solen hela dagen.