jos autoa voidaan ladata koko yön yli tai työpäivän ajan. Riittävän toimintasäteen määrittely taas on eri asia, kun on otettava huomioon sijainti, julkiset yhteydet ja muut liikkumiseen vaikuttavat tekijät.
Liikenneviraston vuonna 2016 tekemän henkilöliikennettä koskevan tutkimuksen esiselvityksen perusteella suomalaiset liikkuvat keskimäärin 45 kilometriä vuorokaudessa ja 15 kilometriä per siirtymä. Tämän perusteella sähköenergian saanti voisi olla kaupungissa riittävää, jos energiamitoitus olisi esimerkiksi 100 km / päivä / asukas.
Sähköautoilu vaatii energiaa keskimäärin 20 kWh / 100 km per auto eli 20 kWh / päivä / asukas pitäisi saada yön yli ladattaessa, jos mitoitetaan 100 km / päivä / asukas periaatteella. 1-vaiheisella latauksella 10 tunnin aikana tehoksi tulisi siis 2 kW, johon hyvin mitoitetut lämmitystolppien jakelut saattavat riittää sellaisenaan.
Latauspisteille saatavilla olevan energia- ja tehokapasiteetin ratkaisevat pohjimmiltaan johtimet ja muut kuormat: miten paljon sähkötehoa eli virtaa voi järjestelmän missäkin osassa liikkua( vähentäen tästä muut kuormat).
Olemassa olevien kohteiden osalta ylikuormitussuojien eli sulakkeiden ja johdonsuojakatkaisijoiden nimellisvirrat ovat ensiaskel arviointiin. Yleensä kaapelimitoitukset on tehty niin tarkkaan, ettei ylikuormitussuojia pystytä kasvattamaan, mutta poikkeuksiakin löytyy. Mitoitusta voi alustavasti laskea pelkkien ylikuormitussuojien ja kuormitusten perusteella.
Kuormitukset selviävät parhaiten sähköverkkoyhtiöistä saatavien kulutustietojen perusteella, kiinteistön energiamittareista, sähkösuunnitelmista arvioimalla ja tarvittaessa mittaamalla. Vaikka järjestelmään tehdään kuormitustenvalvonta ja-ohjaus, poikkeuksellisia kuormia varten – kuten savunpoiston moottoreita – on tarvittaessa jätettävä varatehoja. Erikoiskuormien käynnistyessä älykäs järjestelmä kyllä tiputtaa lataustehoja, mutta ei välttämättä tarpeeksi nopeasti, jolloin koko jakelu voi katketa. Kuormitusten valvonnan varaan turvallisuusjärjestelmien jakeluvarmuutta ei siten saa jättää.
Johtimien eriste- ja johdinmateriaalit ja poikkipinta-ala ratkaisevat miten paljon virtaa järjestelmässä voidaan syöttää. Johtimien pituuden myötä tulee varmistaa jännitteen alenema. Rajoittavaksi tekijäksi voi osoittautua verkkoyhtiön kyky eli vaikka kaapeleissa olisikin kapasiteettia, sitä ei välttämättä olekaan infrassa.
Esimerkki: Alustava selvitys rivitaloyhtiölle, jolla 20 autopaikkaa Taloyhtiö päättää, että kaikkien asukkaiden tulee saada lataus energiaa 100 kilometrin ajolle päivää kohden eli 20 kWh / asukas / päivä. Oletetaan latausajaksi 10 tuntia. Liittymissulakkeet ovat 3 x 160A, ja niitä voi kasvattaa 3 x 200A kokoon nykyisillä kaapeleilla.
Pohjakulutus pääkeskuksella on noin 3 x 30A. Keskimääräinen huippu alkuillasta noin 3 x 80A. Huippukulutus jouluna on noin 3 x 120A joidenkin tuntien ajan.
Autopaikkoja palvelevan kiinteistökeskuksen syöttösulakkeet ovat 3 x 63A. Mittauksen perusteella jatkuvat pohjakuormat ovat noin 3 x 3A, silloin kun kaikki muut kuormat lämmitystolppia lukuun ottamatta on kytketty päälle.
Lämmitystolppien syötöt ovat 25A sulakkeilla, 2 – 3 autoa per runkojohto. Lämmitystolpissa on 10A johdonsuojakatkaisijat.
Aloitetaan arviointi autosta lähtien: yksittäisten lämmitystolppien 1-vaiheinen jakelu 25A jaetaan kolmelle autolle, jolloin jää 8,3A autoa kohden, mikä tarkoittaa 1,9kW yksivaihe tehoa per auto. Tällä saa 10 tunnissa latauksen, jolla voi ajaa 95 kilometriä päivässä. Jos tämä toimintasäde todetaan liian lyhyeksi, on tarkastettava tolppien syöttöjohtimet ja arvioi tava mahdollisuus kasvattaa ylikuormitussuojaa. Jos tätä mahdollisuutta ei ole, pitää tarvittaessa tehdä uusia syöttöjä ja muutella ryhmityksiä, jos muu jakelu riittää. Kuormituksen valvonta on pakko tehdä tälle tasolle joka tapauksessa.
Jatketaan kiinteistökeskukselle, jolla on 3 x( 63-3) A = 3 x 60A kapasiteetti. Kun lasketaan 1-vaiheisia kuormia yhteen, tämä voidaan katsoa siis 180A virtakapasiteettina, joka vastaa 41,4 kW tehoa. Tämä jaettuna 20 autopaikalle tarkoittaa 2,07 kW tehoa. Tehoa riittää rimaa hipoen, varaa ei jää yhtään. Erikoiskuormia ei ole, joten varoja ei välttämättä myöskään tarvita. Kuormituksen valvonta on pakko tehdä kiinteistökeskuksen syötölle, jotta koko runko ei ylikuormitu.
Vielä pääkeskus: 3 x 160A liittymissulakkeet ja huomioidaan joulun ajan huippu 3 x 120A. Huipputehossa voi olla mukana auton lämmityksiä, mutta karkeasti arvioiden autojen lataukselle jää 3 x 40A ilman muita varoja. Keskimääräinen 3 x 80A iltapäivän huippu ei haittaa latauspisteiden saamaa energiaa. Joulun ajan huipun takia liittymiskaapelit pitäisi valvoa myös kuormitustenvalvontajärjestelmällä ja ohjata hetkellisesti autojen latauksia alemmas joulun ajan huipputunteina.
Yhteenvetona: Jos alkuperäisestä vaatimuksesta joustetaan hieman, esimerkkikohteena olevan rivitaloyhtiön nykyinen lämmitystolppien sähkönjakelu on käytettävissä sähköauton lataukseen ilman muutoksia. Tärkeintä on kuormitusten valvonta- ja ohjausjärjestelmän asennuttaminen osana koko latausjärjestelmää. Toteutus voidaan aloittaa älykkäillä lämmitystolpilla, joissa on sähköajoneuvojen lataukseen soveltuvat normaalien pistorasioiden kaltaiset, mutta niitä vahvemmat super-schukot( IEC 60884-1) ja / tai esimerkiksi yleisin sähköajoneuvojen Type 2( IEC 62196)-latauspistorasia. Tulevaisuudessa liittymissulakkeen kasvatus mahdollistaisi esimerkiksi teholataukseen soveltuvan latauspisteen toteuttamisen yleiselle paikalle yhteiseen käyttöön. n
Sähköurakoitsijoiden yhteystiedot: www. löydäsähkömies. fi
6 / 2017 kita 39