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Déterminez votre capacité électrique avant de sélectionner une borne de recharge
Borne de recharge de niveau 1 contre borne de recharge de niveau 2 : seuil minimal déclenchant une mise à niveau du système électrique
Lors de l’installation d’une borne de recharge de niveau 2, les propriétaires de bornes doivent procéder à une évaluation de la capacité de leurs tableaux électriques. Les bornes de recharge de niveau 2 consomment entre 30 A et 80 A. L’installation d’une borne de recharge de niveau 2 sur un tableau électrique d’une capacité de 100 à 200 A risque de frôler, voire de dépasser, la capacité maximale admissible du tableau pour une charge soutenue. Les principales causes sont les suivantes :
1. Affectation du disjoncteur 120/240 V par rapport à 240 V : Les bornes de recharge de niveau 2 doivent être installées sur des disjoncteurs bipolaires dédiés de 240 V. Les disjoncteurs unipolaires courants de 120 V ne sont pas suffisants pour une borne de recharge de niveau 2.
2. Borne de recharge de 125 A avec disjoncteur de 40 A : Une borne de recharge de niveau 2 laisse très peu de capacité résiduelle (25 A) sur un tableau électrique de 125 A soumis à une charge continue de 100 A, soit environ 80 % de sa capacité maximale.
3. Capacités des tableaux électriques en 120 V : Les bornes de recharge de niveau 2 ne peuvent pas fonctionner avec des tableaux électriques conçus uniquement pour 240 V ; un remaniement de l’installation électrique domestique est donc nécessaire afin d’obtenir une alimentation en 240 V.
Pour atténuer le risque d’incendie dans les tableaux électriques dont la température augmente fortement en raison de l’installation de bornes de recharge de niveau 2, ces situations sont extrêmement risquées.
L’absence d’évaluation des risques liés à la capacité de secours et à la capacité de recharge peut engendrer des conditions dangereuses, car les tableaux de disjoncteurs et les câblages pourraient provoquer un incendie pendant la nuit, période où la charge continue maximale est atteinte.
Prêt énergétique des sites publics : Coordination avec le fournisseur d’électricité, frais liés à la demande et dimensionnement des départs pour un déploiement multi-borne
Le déploiement de bornes de recharge commerciales pour véhicules électriques (VE) implique, par nature, une collaboration précoce avec les entreprises locales de services publics, allant au-delà de simples raccordements et prenant en compte l’intégrité à long terme du réseau électrique. Un déploiement multi-poste de stations de recharge rapide en courant continu (DC) peut générer une demande combinée de 400 à 800 kVA. Cette demande dépasse généralement la capacité des alimentations sur site ainsi que celle des alimentations provenant des sous-stations. Les éléments essentiels à prendre en compte dans la planification sont les suivants :
Dimensionnement des alimentations et des transformateurs : Appliquer le cadre défini par la norme IEEE 141 (« Red Book »), modéliser la demande maximale et maintenir une chute de tension constante inférieure ou égale à 5 % à la dernière borne de recharge.
Atténuation des frais de puissance souscrite : Les frais de puissance souscrite peuvent représenter de 30 à 70 % de la facture totale d’électricité. L’utilisation de systèmes de stockage par batteries et/ou d’une logique d’activation décalée permet de lisser les pics de demande.
Distribution prête pour l'avenir : Pour les applications commerciales ou de flotte, concevez les tableaux principaux afin qu'ils puissent supporter 150 % de la charge prévue pour la recharge des véhicules électriques (VE). Cette charge tient compte de l’ajout de bornes de recharge ainsi que des dispositions nécessaires pour les technologies de recharge de nouvelle génération, à puissance plus élevée.
Impliquer formellement les entreprises de services publics dans une étude de charge et une demande de raccordement améliore les chances d’obtenir un délai inférieur à 6–12 mois. Cela évite des modifications coûteuses des plans à des stades avancés du projet.
Intégration des schémas réels d’utilisation
Bornes de recharge résidentielles de niveau 2 : Recharge rapide à prix raisonnable pour une recharge entièrement résidentielle pendant la nuit
À 240 V, les bornes de recharge de niveau 2 ajoutent une autonomie de 16 à 97 km par heure, ce qui convient parfaitement à la recharge résidentielle nocturne. Compte tenu de la distance moyenne parcourue quotidiennement (environ 64 km), les Américains peuvent recharger entièrement leur véhicule en seulement 4 heures à domicile. L’installation d’une borne de recharge de niveau 2 implique un coût d’infrastructure résidentielle compris entre 500 $ et 2 000 $, contre plus de 15 000 $ pour une seule station de recharge rapide CC. La recharge de niveau 2 constitue ainsi l’option offrant le meilleur coût total de possession (CTP) pour les propriétaires de maison ; associée à un coût résidentiel de l’électricité (ou tarif d’un fournisseur d’énergie) de seulement 0,15 $ à 0,25 $ par kilowattheure, elle représente une solution de recharge rapide, sûre et abordable.
Justification de l’investissement fondée sur la durée de stationnement, le volume de trafic et le potentiel de revenus sur les sites publics de recharge
Les fonctionnalités de recharge rapide CC permettent d’obtenir une autonomie de 60 à 100 miles (en 20 minutes de recharge). Ces intervalles de recharge de 20 minutes correspondent au temps de stationnement typique dans de nombreux commerces, restaurants et aires de repos autoroutières. La rentabilité dépend du volume de trafic sur le site. Les sites enregistrant plus de 10 sessions de recharge par jour peuvent générer un revenu annuel de 15 000 à 30 000 $ aux tarifs commerciaux (c’est-à-dire 0,40 $/kWh ou plus). Pour justifier ces coûts :
- Les sessions de recharge doivent s’intégrer dans le temps passé par les clients sur le site (achats, repas, ravitaillement en carburant). Ce temps idéal se situe entre 20 et 45 minutes.
- Établir une demande avérée avec un trafic quotidien minimum vérifié de véhicules électriques supérieur à 50 ; les sites dont le trafic est inférieur ne parviennent pas à compenser les frais de puissance souscrite.
- Générer des revenus supplémentaires. Des études ont montré que les lieux équipés de bornes de recharge pour véhicules électriques voient leur chiffre d’affaires augmenter de 20 à 35 % sur place, comparé aux clients non utilisateurs de la recharge.
Les frais de demande peuvent s'ajouter à plus de 10 000 $ par mois ; toutefois, associés à un positionnement stratégique à proximité de salles de bain fortement fréquentées, etc., le crédit d’impôt fédéral 30C couvre 30 % des coûts admissibles, tout en préservant le retour sur investissement (ROI) et les objectifs d’adoption élargie.
Coût réel du déploiement des bornes de recharge : main-d’œuvre, permis, mises à niveau des tableaux électriques et optimisation des incitations
L’infrastructure de recharge coûte plus cher que son coût apparent. Le Laboratoire national de l’énergie renouvelable (NREL) a révélé que les coûts indirects (permis, ingénierie, inspections, raccordement au réseau électrique) représentent 30 à 50 % du budget d’un projet résidentiel et 60 % ou plus d’un projet commercial. D’autres coûts cachés comprennent :
La main-d’œuvre d’un électricien certifié (généralement 2 à 3 jours par unité résidentielle et 1 à 2 semaines par borne de recharge rapide CC)
La découpe de chaussées, les tranchées et les chemins de câbles (conduits) sur les sites commerciaux
Les mises à niveau ou extensions des tableaux électriques ou des installations de service, dues à une capacité électrique insuffisante
Les frais de demande continus et autres frais liés à l’impact sur le réseau électrique
Les incitations fédérales (article 30C), étatiques et des entreprises de services publics peuvent compenser 30 à 50 % des coûts, à condition qu’elles soient correctement mobilisées. Il convient d’examiner attentivement ces incitations afin d’évaluer le délai de retour sur investissement en fonction des coûts totaux sur l’ensemble du cycle de vie, et non pas uniquement en fonction du coût du matériel. Impliquez dès le début et à plusieurs stades du projet les administrateurs des incitations afin de garantir l’éligibilité à ces incitations, la conformité des documents requis et le respect des échéances.
Section FAQ
Pourquoi est-il essentiel d’évaluer l’infrastructure électrique avant l’installation d’une borne de recharge ?
L’évaluation de l’infrastructure électrique permet de garantir la sécurité et la compatibilité du système. Elle permet d’éviter des problèmes susceptibles de créer des risques pour la sécurité, tels qu’une surcharge du tableau électrique due à une capacité insuffisante d’un circuit, ce qui pourrait provoquer le déclenchement des disjoncteurs ou, dans le pire des cas, un incendie.
Quelle est la plage de puissance du service électrique disposant d’une capacité suffisante pour les bornes de recharge domestiques ?
La capacité du service électrique a été estimée à 100-200 A pour un tableau électrique résidentiel typique. Toutefois, une borne de recharge de niveau 2 fonctionne en 240 V et nécessite un disjoncteur bipolaire, sur un circuit dédié. Une évaluation permet efficacement de s’assurer que le service ne sera pas surchargé lorsqu’il est utilisé en continu.
Quelles mesures les sites de recharge publics prennent-ils pour gérer les besoins en puissance ?
Les sites de recharge publics établissent des cadres de collaboration avec la compagnie d’électricité afin de maintenir le réseau opérationnel. Ils utilisent la norme IEEE 141 pour modéliser les pics de demande et dimensionner correctement les alimentations et les transformateurs. Des stratégies visant à atténuer les frais liés à la demande sont mises en œuvre, et une croissance résiliente est prévue dans le cadre du dimensionnement du réseau de distribution.
Quels coûts sont associés au déploiement des bornes de recharge ?
Les coûts comprennent le prix de la borne de recharge, des équipements matériels et des travaux électriques. Les frais liés à l’obtention des autorisations et aux inspections s’appliquent également. Certains coûts résultent de la nécessité de mettre à niveau le tableau électrique. Une partie de ces coûts peut être atténuée grâce à une utilisation adéquate des programmes d’incitation fédéraux, étatiques et des entreprises de services publics. Les coûts indirects représentent une part substantielle du budget d’un projet.
De quelle manière les installations « préparées pour l’avenir » offrent-elles des garanties ?
Les installations « préparées pour l’avenir » sont modulaires et utilisent un matériel à double protocole qui interagit avec toutes les normes, notamment, sans s’y limiter, les normes J1772, CCS et NACS. Cela évite la création de matériel obsolète et la nécessité de rénovations à grande échelle au fil du temps et de l’évolution technologique.