Hjemmel og kilde
Effektformelen for trefas og minste ladestrøm etter ladestandarden IEC 61851. Krav til kurser for elektriske kjøretøy, inkludert dimensjonering og bruk av lastbalansering, er beskrevet i NEK 400 delnorm 722. Nettselskapet fastsetter hovedsikringens størrelse i tilknytningen.
Formelen: det som er igjen etter resten av bygget
I_ledig = I_hovedsikring − I_øvrig_maks, målt per fase.
P_ledig = √3 × U × I_ledig for et trefasanlegg, altså 1,732 × 400 × I_ledig.
Det avgjørende ordet er maks. Ikke gjennomsnittet, ikke det bygget bruker en tirsdag i mai, men den høyeste strømmen målt over en periode som dekker vinteren. Er øvrig last målt i august, er hele regnestykket ubrukelig.
Er anlegget ubalansert, gjelder formelen per fase, og det er den mest belastede fasen som setter grensen. Et ladeanlegg som fordeler enfaslading jevnt utover tre faser er derfor verdt mer enn ett som legger alt på L1.
- Mål øvrig last over minst en vintermåned før du regner
- Regn per fase, ikke på summen
- Hovedsikringen er nettselskapets grense — den kan ikke lånes fra
Gulvet på 6 ampere gjør deling umulig under et visst punkt
En ladestasjon kan ikke skru effekten vilkårlig langt ned. Kommunikasjonen mellom bil og lader har en nedre grense på 6 ampere, og under den kobler laderen ut i stedet for å lade sakte.
Det gir en hard grense i regnestykket: antall biler som kan lade samtidig er I_ledig delt på 6, avrundet nedover. Har du 25 ampere ledig, kan fire biler lade samtidig — ikke tolv på to ampere hver.
Det er derfor et lastbalanseringssystem må kunne kø-styre og ikke bare strupe. Uten køstyring vil systemet forsøke å gi alle en andel, alle havner under seks ampere, og resultatet er at ingen lader.
Eksempel: 63 ampere hovedsikring og tolv ladepunkter
Et borettslag har 63 A hovedsikring på 400 V. Målt makslast over vinteren for resten av bygget er 38 A.
I_ledig = 63 − 38 = 25 A. Med margin på 3 A for målenøyaktighet og for at balanseringen skal rekke å reagere: 22 A.
P_ledig = 1,732 × 400 × 22 = 15,2 kW.
Antall biler samtidig: 22 / 6 = 3,7, altså tre biler på full minsteeffekt, eller færre biler på høyere effekt. Skal tolv biler lades, må systemet rullere.
Det høres dramatisk ut helt til du regner på energi i stedet for effekt.
Effekt er knapt, energi er rikelig
Fra klokka 22 til klokka 06 er det åtte timer. Med 15,2 kW tilgjengelig gir det 15,2 × 8 = 122 kilowattimer per natt.
En norsk elbil kjører typisk 30 til 50 kilometer i døgnet og bruker et sted mellom 6 og 10 kilowattimer på det. Tolv biler trenger altså rundt 100 kilowattimer per natt, og det får de — bare ikke samtidig.
Dette er hele argumentet for lastbalansering framfor oppgradering av inntaket: problemet er sjelden at bygget mangler energi, det er at alle vil ha den i samme time. Et system som fordeler over natta løser oppgaven med den sikringen som allerede henger der.
Det som ikke løses av balansering, er ladere til biler som må være fulle på en time. Trenger anlegget det, er det en oppgradering av tilknytningen og ikke et styringsproblem.
Hvor raskt balanseringen må reagere
Hovedsikringen har en tid-strøm-karakteristikk. En smeltesikring på 63 A tåler et lite overforbruk i lang tid og et stort overforbruk i kort tid, og balanseringen må rekke å skru ned før sikringen begynner å telle.
Det stiller to krav til systemet: måleintervallet må være kort nok, og kommunikasjonen ut til laderne må være rask nok. Et system som måler hvert femte minutt kan ikke beskytte mot en sammenfallende oppstart av tre varmepumper.
I praksis løses det med to lag: rask nedskruing på målt strøm, og en fast reserve i beregningen som dekker det balanseringen ikke rekker. Reserven i eksempelet over — 3 ampere — er nettopp den.
Det som velter regnestykket
Den vanligste feilen er å måle øvrig last på feil tidspunkt. Et borettslag med felles varmesentral har helt andre topper i januar enn i september, og et regnestykke fra sommeren gir et anlegg som slår ut hovedsikringen første kuldeperiode.
Den nest vanligste er å regne på gjennomsnittsforbruk fra en strømfaktura. Fakturaen viser energi over en måned, ikke den høyeste effekten i et kvarter, og det er den siste som slår ut sikringen.
Den tredje er å glemme at ladeanlegget selv blir en del av øvrig last neste gang noen skal regne. Skriv ned hva som ble målt, hvilken margin som ble brukt og hvilken effekt anlegget er satt til, slik at neste utvidelse starter med tall og ikke med gjetning.
Vanlige spørsmål
Hva er forskjellen på lastvakt og lastbalansering?
En lastvakt kobler ut en last når grensen nås, altså av eller på. Lastbalansering skrur ned ladeeffekten trinnløst og fordeler den mellom flere ladepunkter. I et ladeanlegg er balansering nesten alltid riktig, fordi den holder alle biler i gang på lavere effekt i stedet for å slå av noen av dem.
Kan balanseringen måle på feil side av inntaket?
Ja, og det er en klassisk feil. Strømtransformatorene må sitte slik at de ser all last bak hovedsikringen, ikke bare ladeanlegget. Sitter de feil, tror systemet at det er masse ledig kapasitet, og hovedsikringen ryker uten at noe i loggen ser galt ut.
Må hvert ladepunkt ha egen jordfeilbryter?
Kravene til vern på kurser for elektriske kjøretøy, inkludert jordfeilbeskyttelse og deteksjon av likefeilstrøm, er beskrevet i NEK 400 delnorm 722. Poenget for dimensjoneringen er at disse kravene ikke kan spares bort med henvisning til at anlegget er lastbalansert — balansering er en effektstyring, ikke en beskyttelse.
Hvor mye margin bør legges inn?
Nok til å dekke måleunøyaktighet og reaksjonstid i systemet, og nok til at ett nytt apparat i bygget ikke velter alt. En margin på fem til ti prosent av hovedsikringen er et vanlig utgangspunkt, men tallet skal begrunnes i målingene og ikke settes etter magefølelse.
Blir anlegget lovlig større hvis vi bytter til smart styring?
Nei. Hovedsikringen er den samme, og tilknytningsavtalen med nettselskapet er den samme. Styringen gjør at anlegget kan utnytte den kapasiteten som finnes bedre, men den gir ikke rett til å overskride den.
Les videre
- Ladeeffekt elbil: fra ampere til kilowatt til timer — Effekt, ladetid og kilowattimer per bil regnes ut der, og er inngangen til fordelingen.
- Transformatorytelse: hvor mange kVA bygget faktisk trenger — Er lastbalansering ikke nok, er neste steg å regne på hva bygget trenger i kVA.
- Samtidighetsfaktor: den dimensjonerende strømmen Ib — Ladeanlegg er lasten der vanlige samtidighetsfaktorer ikke gjelder.
- Timepris fra selvkost: regnestykket bak tallet på tilbudet — Selvkost per fakturerbar time, delt på 1 minus dekningsgraden. Med hele regnestykket vist.