EN
Визначте свою електричну потужність до вибору зарядної колонки
Зарядна колонка рівня 1 проти зарядної колонки рівня 2: мінімальні вимоги для запуску модернізації електричної системи
При встановленні зарядної колонки рівня 2 її власники повинні провести оцінку потужності своїх електричних щитів. Зарядні колонки рівня 2 споживають струм у діапазоні 30–80 А. Встановлення зарядної колонки рівня 2 на електричному щиті з номінальною потужністю 100–200 А може призвести до перевищення максимально допустимої потужності щита при тривалому навантаженні. Серед провідних причин цього:
1. Призначення автоматичного вимикача 120/240 В порівняно з 240 В: станції заряджання рівня 2 повинні бути підключені до окремих двополюсних автоматичних вимикачів на 240 В. Поширені однополюсні автоматичні вимикачі на 120 В для станцій заряджання рівня 2 є недостатніми.
2. Станція заряджання на 125 А з автоматичним вимикачем на 40 А: у станції заряджання рівня 2 залишається дуже мало (25 А) резервної потужності на розподільному щиті на 125 А при постійному навантаженні 100 А, що становить до 80 % від максимально допустимого значення.
3. Потужність розподільного щита на 120 В: станції заряджання рівня 2 не можуть працювати від розподільних щитів, розрахованих на 240 В; для отримання напруги 240 В необхідна перепроводка будівлі.
Щоб зменшити ризик виникнення пожежі в розподільних щитах із установленими станціями заряджання рівня 2, які стають значно теплішими, потрібно вжити надзвичайно ретельних запобіжних заходів.
Невиконання оцінки ризиків, пов’язаних із резервною потужністю та потужністю заряджання, створює небезпечні умови, оскільки розподільні щити й кабелі можуть спричинити пожежу вночі, коли відбувається максимальне тривале навантаження.
Готовність електромережі на публічних місцях: координація з енергопостачальною організацією, платність за пікове навантаження та розрахунок перерізу живильного кабелю для розгортання кількох станцій заряджання
Розгортання комерційної інфраструктури для заряджання електромобілів (EV) природно передбачає раннє включення місцевих енергопостачальників у процес, що виходить за межі простого підключення до мережі й охоплює аспекти забезпечення довготривалої стабільності електромережі. Розгортання кількох постів постійного струму (DC) для швидкого заряджання може спричинити сумарну потужність навантаження в діапазоні 400–800 кВА. Таке навантаження зазвичай перевищує пропускну здатність фідерів об’єкта та фідерів підстанції. До ключових аспектів планування належать:
Підбір перерізу фідерів та потужності трансформаторів: застосовуйте методологію IEEE 141 («Червона книга»), моделюйте пікове навантаження й забезпечуйте постійне падіння напруги не більше 5 % на останньому зарядному пристрої.
Зменшення плати за максимальне навантаження: плата за максимальне навантаження може становити 30–70 % від загальної суми рахунку за електроенергію. Використання акумуляторних буферів та/або логіки поетапного ввімкнення допомагає згладити пікові навантаження.
Розподіл, готовий до майбутнього: для роздрібних або паркових застосувань проектуйте головні панелі так, щоб вони витримували навантаження від заряджання EV у 150 % від передбаченого. Це навантаження враховує додавання зарядних станцій та забезпечує можливість використання технологій заряджання нового покоління з більшою потужністю.
Залучення енергопостачальників до офіційного дослідження навантаження та подання заявки на підключення підвищує ймовірність отримання схвалення протягом менше ніж 6–12 місяців. Це усуває необхідність дорогостоячих змін у проекті на пізніх етапах його реалізації.
Інтеграція реальних моделей використання
Рівень 2 для заряджання в житлових приміщеннях: розумно ціново доступне швидке заряджання повністю в житлових умовах протягом ночі
При напрузі 240 В стації заряджання рівня 2 забезпечують збільшення запасу ходу на 10–60 миль за годину, що робить їх ідеальними для нічного заряджання в житлових приміщеннях. З урахуванням середнього щоденного пробігу в 40 миль американці можуть повністю зарядити свої автомобілі всього за 4 години заряджання вдома. Встановлення стацій заряджання рівня 2 обходиться в $500–$2000, що значно дешевше, ніж вартість однієї станції швидкого постійного струму (DC), яка перевищує $15 000. Заряджання рівня 2 є найкращим варіантом з точки зору загальної вартості володіння (TCO) для домовласників; крім того, при вартості електроенергії в житловому секторі (або тарифах комунальних підприємств) лише $0,15–$0,25 за кіловат-година заряджання рівня 2 є швидким, безпечним і доступним варіантом.
Обґрунтування інвестицій з урахуванням тривалості перебування, обсягу трафіку та потенційного доходу на публічних зарядних станціях
Функції швидкого постійного струму (DC) дозволяють отримати запас ходу 96–160 км (за 20-хвилинні сеанси заряджання). Інтервали заряджання тривалістю 20 хвилин відповідають типовому часу перебування клієнтів у більшості роздрібних точок, ресторанах та зонах відпочинку на автомагістралях. Рентабельність залежить від інтенсивності руху в місці розташування. Об’єкти, де щодня здійснюється понад 10 сеансів заряджання, можуть отримувати $15 000–$30 000 на рік за комерційних тарифів (тобто $0,40+ за кВт·год). Щоб виправдати ці витрати:
- Сеанси заряджання мають вписуватися в час, який клієнти проводять на об’єкті (закупівлі, прийом їжі, заправка). Оптимальний інтервал — 20–45 хвилин.
- Створити попит, забезпечивши щоденне підтверджене мінімальне споживання електромобілів понад 50 одиниць; об’єкти з меншим показником не зможуть компенсувати недоступність через плату за пікове навантаження.
- Отримати додатковий дохід. Дослідження показали, що роздрібні точки з можливістю заряджання демонструють зростання витрат клієнтів на території об’єкта на 20–35 % порівняно з клієнтами, які не користуються зарядкою.
Плата за пікове навантаження може становити понад 10 000 дол. США щомісяця; однак, якщо зарядні станції розміщувати стратегічно — зокрема, поблизу часто використовуваних туалетів тощо, — федеральний податковий кредит за програмою 30C покриває 30 % кваліфікованих витрат, а цілі щодо терміну окупності й поширення технології залишаються незмінними.
Справжня вартість розгортання зарядних колонок: робоча сила, дозволи, модернізація електричних щитів та отримання стимулів
Інфраструктура зарядки коштує дорожче, ніж це здається на перший погляд. Національна лабораторія відновлюваних джерел енергії (NREL) встановила, що «м’які» витрати (отримання дозволів, інженерні роботи, інспекції, підключення до електромережі) становлять 30–50 % бюджету житлового проекту та 60 % або більше бюджету комерційного проекту. Інші приховані витрати включають:
Роботу сертифікованого електрика (зазвичай 2–3 дні на одну житлову одиницю та 1–2 тижні на одну станцію швидкої постійного струму)
Розрізання покриття, прокладання траншей та прокладання кабельних каналів на комерційних об’єктах
Модернізацію або розширення електричних щитів або вводів через недостатню електричну потужність
Постійні платежі за пікове навантаження та інші збори, пов’язані з впливом на електромережу
Федеральні (п. 30C), штатні та комунальні стимули можуть компенсувати 30–50 % витрат, ЯКЩО їх правильно отримано. Стимули слід ретельно проаналізувати, щоб визначити термін окупності на основі загальних витрат протягом усього життєвого циклу, а не лише вартості обладнання. Залучайте адміністраторів стимулів на ранніх етапах проекту та на кількох його стадіях, щоб забезпечити відповідність вимогам щодо права на отримання стимулів, документального підтвердження та дотримання строків.
Розділ запитань та відповідей
Чому критично важливо оцінити електричну інфраструктуру до встановлення зарядного пристрою?
Оцінка електричної інфраструктури забезпечує безпеку й сумісність системи. Вона дозволяє запобігти виникненню проблем, які можуть створити небезпеку для життя та здоров’я, наприклад, перевантаження розподільного щита через недостатню потужність мережі, що призводить до спрацьовування автоматичних вимикачів або навіть до виникнення пожежі.
Який діапазон потужності електричної мережі є достатнім для домашніх зарядних пристроїв?
Пропускну здатність електропостачання оцінено в межах 100–200 А для типової побутової електричної панелі. Однак зарядний пристрій рівня 2 — це двополюсний автоматичний вимикач на 240 В і вимагає окремого контуру. Проведення оцінки дозволяє ефективно забезпечити, що електромережа не буде перевантажена під час тривалого використання.
Які кроки вживають публічні зарядні станції для управління енергоспоживанням?
Публічні зарядні станції створюють рамки співпраці з електромережею, щоб забезпечити стабільну роботу енергосистеми. Для моделювання пікового навантаження та проектування відповідних розмірів фідерів і трансформаторів застосовують стандарти IEEE 141. Також реалізуються стратегії зі зменшення плати за потужність, а також планується стійке розширення з урахуванням розподільних можливостей.
Які витрати пов’язані з розгортанням зарядних колонок?
Вартість включає ціну зарядного пристрою, апаратного забезпечення та електромонтажних робіт. Також застосовуються витрати на отримання дозволів та інспекцій. Деякі витрати пов’язані з необхідністю модернізації електричного щита. Частина цих витрат може бути зменшена за рахунок належного використання федеральних, штатних та комунальних програм стимулювання. Непрямі витрати становлять значну частку бюджету проекту.
Яким чином інсталяції, орієнтовані на майбутнє, забезпечують гарантії?
Інсталяції, орієнтовані на майбутнє, мають модульну структуру й використовують апаратне забезпечення з підтримкою двох протоколів, яке сумісне з усіма стандартами, зокрема, але не обмежуючись, J1772, CCS та NACS. Це запобігає створенню «застарілого» апаратного забезпечення та необхідності масштабної модернізації з часом і в процесі технологічного розвитку.