Smart nabíjanie

Počet elektrických vozidiel (EV) rastie a ich nabíjanie, ak by nebolo dostatočne „smart“, by mohlo spôsobiť rôzne problémy. Medzi tieto problémy patrí preťaženie elektrickej prípojky v rámci jednej budovy, či ulice, a potom aj nežiadúce zaťaženie celej elektrizačnej sústavy. Na pomoc prichádzajú rôzne smart riešenia riadenia energií, ktoré umožňujú obmedziť výkon nabíjačiek či iných spotrebičov, prípadne pripájať dodatočné zdroje energie na vyrovnanie zvýšenej spotreby.

EV nabíjačky majú nominálny výkon od 3 kW (pomalé) cez 50 kW (rýchle), až po 350 kW (ultra-rýchle). Umiestnením viacerých nabíjačiek na jednu lokalitu by mohlo znamenať sčítanie ich nominálnych výkonov na určenie potrebnej kapacity elektrickej prípojky. Toto by však, najmä v prípade väčších rezidenčných či komerčných stavieb, viedlo k neúnosným požiadavkám na lokálne elektrické rozvody a najmä na spoplatnenú rezervovanú kapacitu prípojky. V realite však využívanie nabíjačiek takmer nikdy nie je na 100%. Pomalé nabíjačky slúžia na nabíjanie v noci, či počas pracovnej doby a zväčša nie je potrebné aby dodávali energiu po celú dobu keď je EV pripojené. Rýchle a ultra-rýchle nabíjačky sú využívané len krátkodobo, a je naopak žiadúce, aby pracovali na svoj nominálny výkon ak ho EV vie využiť. Toto všetko poskytuje priestor na optimalizáciu. Správnym riadením môžu jednotlivé nabíjačky v rámci jednej lokality dodávať svoj výkon postupne, podľa preddefinovaných priorít, a zároveň vo výsledku budú všetky EV nabité v požadovanom čase s minimalizovanými nákladmi na nabíjanie.

Smart nabíjanie má niekoľko ekonomických benefitov:

  1. Zníženie nákladov na vybudovanie elektrických rozvodov, vrátanie hlavnej elektrickej prípojky objektu
  2. Zníženie mesačných poplatkov za rezervovanú kapacitu
  3. Umožnenie využívania lacnejšej ceny elektriny (pri variabilnej tarife)
  4. Optimalizácia vlastnej spotreby z obnoviteľných zdrojov energie
  5. Umožnenie monetizovania flexibility cez služby agregátora

Zhrnutie: Smart nabíjanie zabezpečuje že EVs sú nabité v požadovanom čase, za výhodnú cenu, a zároveň nie sú prekročené technické a zmluvné parametre elektrickej prípojky.

Dynamické manažovanie záťaže

Dynamické riadenie záťaže (DLM, z anglického Dynamic Load Management) je efektívny nástroj na zvýšenie rýchlosti a bezpečnosti nabíjania elektromobilov.

Princípom DLM je nepretržité meranie výkonu dodávaného elektrickou prípojkou, a v prípade dosiahnutia limitnej hodnoty, dočasné obmedzenie výkonu nabíjačiek bez prerušenia nabíjacieho procesu. Dnes už takmer každý výrobca nabíjačiek ponúka nejakú formu DLM.

Konkrétnym príkladom DLM od firmy ETREL je Load Guard. Ide o inteligentný elektromer, ktorý dokáže namerané hodnoty v reálnom čase zasielať nabíjacím staniciam ETREL, ktoré podľa nich menia svoj aktuálny poskytovaný výkon.

Load Guard je kompatibilný s nabíjačkami INCH Wallbox a INCH Duo od Etrelu a nedá sa aplikovať na nabíjačky od iných výrobcov. Aj keď vo všeobecnosti zatiaľ neexistuje univerzálne riešenie DLM aplikovateľné na všetky nabíjačky dostupné na trhu, je už niekoľko riešení DLM, ktoré dokážu riadiť nabíjačky viacerých výrobcov, dokonca aj skupinu pozostávajúcu z viacerých DC a AC nabíjačiek.

Ak je nabíjacích staníc na jednej elektrickej prípojke viac, vytvorí sa z nich tzv. Cluster v ktorom jedna stanica (master) riadi ostatné (slaves). Možností prepojenia nabíjačiek s Load Guard je viacero (WiFi, PLC), no najčastejšie sa využíva káblové prepojenie (ethernet), ktoré je najstabilnejšie. Bezpečnosť zvyšuje aj tzv. fail-safe mód, t.j. bezpečný limit odoberaného výkonu v prípade straty komunikácie nabíjacej stanice s nadriadenou stanicou, či Load Guard-om.

Load Guard – zapojenie cez Ethernet
https://etrel.com/charging-solutions/load-guard/

Load Guard je obzvlášť dôležitý v situáciách, keď nabíjacie stanice nemajú samostatnú elektrickú prípojku, ale zdieľajú dostupný výkon s ostatnými spotrebičmi v budove. Load Guard na základe okamžitého nameraného výkonu na prívode neustále nastavuje aktuálny výkon nabíjacích staníc na požadovanú hodnotu, aby nebol prekročený limit prípojky. Rýchlosť odozvy systému na zmenu výkonu na vstupe sa v prípade Load Guardu pohybuje v rozmedzí 10-30 s, čo je dostatočne rýchlo, nakoľko vypínacie charakteristiky istiacich prvkov pri miernom preťažení sú dlhšie.

Load Guard – zabránenie preťaženia
https://etrelchargingsolutions.atlassian.net/wiki/spaces/Home/pages/257228872/Etrel+Load+Guard

Load Guard sa zvyčajne inštaluje do hlavného rozvádzača, teda na vstupe elektrickej prípojky do objektu. Alternatívou je jeho inštalácia v podružnom rozvádzači, z ktorého sú nabíjacie stanice napájané, no  v tom prípade je potrebné stanoviť hodnotu výkonu ktorú bude mať tento rozvádzač neustále k dispozícii pre všetky svoje pripojené spotrebiče.

Na meranie elektrického prúdu sa používajú meracie transformátory prúdu s maximálnou hodnotou buď 150 A (pre vodiče do priemeru 16 mm2) alebo 400 A (pre vodiče do priemeru 24 mm2).

Load Guard – príklad schémy zapojenia do hlavného rozvádzača domu

Viac tém