Appartementenhuis met 13 partijen en ondergrondse parkeergarage

Figuur Aansluiting en laadinfrastructuur
Appartementengebouw met 13 partijen (woonruimte) en 13 parkeerplaatsen in ondergrondse parkeergarage. Warmwaterbereiding via centrale verwarming, daarom huisaansluitvermogen 55kW. 70kWp zonne-energiesysteem (PV) met teruglevering aan busbar.

13 EVSE's van elk 22kW aangesloten op de stroomrail. Dit betekent dat 55kW huisaansluitvermogen plus maximaal 52kW fotovoltaïsch vermogen minus het huisverbruik van alle flats / algemene elektriciteit beschikbaar is. De ondergrondse garage kan dus maximaal 55kW plus 52kW trekken, d.w.z. de voedingskabel voor de verdeelkast is ontworpen voor een goede 125kW. Uit een belastingmeting door de energieleverancier in het huis bleek dat het huis overwegend een vermogen van 1,5kW tot 5kW trekt. Alleen op piekmomenten (ca. 16-19 uur) kan een vermogensvraag van ca. 20kW ontstaan. Een verhoging van de aansluitwaarde van de woning en de daaraan verbonden kosten was derhalve niet nodig.

De verdeelkast bevat een stroomonderbreker en een type A RCD voor elke EVSE. De EVSE's hebben een geïntegreerde DC-foutbeveiliging, waardoor duurdere RCD's niet nodig zijn. De EVSE's zijn bedraad in een sterconfiguratie.

Een centrale bidirectionele netreferentiemeter op het huisaansluitpunt meet de belasting van de huisaansluiting. Dit is een ABB B24 transformatormeter (Modbus) met transformatorspoelen in een NH-verdeler. Als alternatief kan een Eastron SDM630 MCT worden gebruikt. Op deze manier ziet de cFos-laadmanager het verbruik van alle flats, evenals de teruglevering van het zonnesysteem, en kan hij het laadvermogen omlaag regelen tijdens piekuren.

Voor elk EVSE is er een geijkte ABB B23 meter (Modbus) voor facturatiedoeleinden en om het faseverbruik van de opladende elektrische auto's te bepalen. Als alternatief kunnen Eastron SDM72DM-V2, Orno WE 516/517 of YTL DTS353F-2 worden gebruikt. De meters worden geïnstalleerd in de EVSE's, maar kunnen ook in de verdeelkast worden geplaatst.

Elk jaar worden de meterstanden afgelezen in de webinterface van de cFos Charging Manager en wordt de afrekening van de servicekosten voor de huurders van de parkeergarage gemaakt. Gebruikers kunnen de meterstanden op elk moment ter plaatse aflezen. In de cFos Charging Manager kan de beheerder een logbestand van alle transacties downloaden als CSV-bestand, dat dan verder kan worden verwerkt met bijvoorbeeld Excel. Optioneel is er ook een transactielogboek per gebruiker. Voor elk laadproces worden de begin- en eindtijd, de geladen kWh, het totale verbruik en de RFID van de gebruiker gelogd.

Het laadbeheer vindt plaats via de cFos Charging Manager op een Raspberry PI. Alle EVSE's zijn cFos 22kW EVSE's die via two-wire (Modbus RTU) zijn aangesloten. Als alternatief of in een gemengde configuratie kunnen ook ABL eMH1, Heidelberg Energy Control of EVSE met de EVRacing WB DIN Modbus controller (bijv. Stark in Strom) gebruikt worden. Een gemengde configuratie van deze apparaten is eveneens mogelijk.

De Raspberry PI is verbonden met het internet via de router in het huis. Als alternatief kan hij ook worden aangesloten op een LTE-router. Er zitten 2 modbus adapters op de Raspberry, waarmee 2 aparte modbussen kunnen worden gerealiseerd. Vanwege de kabellengtes van ca. 60m zijn getwiste kabels (bijv. aderparen van Cat5 of Cat7 kabels) en afsluitweerstanden aan de busuiteinden aan te bevelen. Ter bescherming van de Raspberry worden de RS 485 adapters bediend met USB isolatoren. Alle meters (1x ABB B24 + 13x ABB B23) bevinden zich op bus 1, alle cFos Power Brain Wallbox's bevinden zich op bus 2.

Parallel aan de twee Modbus RTU aansluitingen zou men ook LAN naar alle parkeerplaatsen kunnen leggen en dan EVSE's gebruiken die met OCPP of Modbus TCP worden bediend, zoals ABB Terra AC 22, ABL eMH2, Innogy eBox Professional, Keba KeContact P30 c- of x-serie, Webasto Live, Mennekes Amtron, Wallbe Eco. Met extra WLAN-dekking via WLAN access points konden de cFos Power Brain Wallbox's ook in Modbus TCP-modus worden aangesloten, net als andere EVSE's met WLAN, zoals go-e charger. Hier werd een reserve WLAN access point geïnstalleerd in de garage om software updates van de cFos Power Brain Wallbox's te vereenvoudigen.

Voor laadautorisatie is een tweede Raspberry PI met USB RFID-lezer voor 13,56Mhz Mifare-kaarten geïnstalleerd bij de ingang van de ondergrondse parkeergarage. Hierdoor kunnen EVSE's worden bediend die niet over een RFID-lezer beschikken. 13.56 Mhz is praktisch omdat veel "chequekaarten" die je toch al bij je hebt deze standaard ondersteunen (behalve EC- en kredietkaarten). Maar u zou ook een RFID-lezer met 125 kHz kunnen gebruiken (deze wordt vaak gebruikt in verband met alarmsystemen). De cFos Charging Manager houdt rekening met de RFID die door de EVSE wordt uitgezonden, dus een centrale lezer is niet absoluut noodzakelijk.

In geval van een storing in het laadbeheer wordt op alle cFos Power Brain Wallbox's een fail-safe timer van 3 minuten geactiveerd, d.w.z. dat de EVSE's na 3 minuten communicatiestoring overschakelen op de minimale laadstroom, zodat bij een storing geen zekeringen worden geactiveerd.

Configuratie van de cFos-laadmanager

Max. Totaal vermogen (W): 55000 Vermogensreserve (W): 5000 Dit wordt afgetrokken van de 55kW als controlereserve Max. Totaal vermogen EVSE (W): 125000 Dit komt overeen met de sterkte van de leiding van het railsysteem naar de garage. Het is gewenst om naast het huisaansluitvermogen ook het piekvermogen van het zonnesysteem te gebruiken voor het laden, vandaar dat de leiding op deze manier is gedimensioneerd. De cFos Laadmanager zorgt er dus voor dat noch de huisaansluiting, noch deze toevoerleiding wordt overbelast.

USB1 van de Raspberry PI heeft de Modbus RTU bekabeling van de EVSE. Dat betekent dat hier COM1 als adres wordt ingevoerd. Aangezien de cFos Power Brain Wallbox's ingesteld zijn op 9600 baud, 8 databits, geen pariteit en 1 stopbit, is het adres voor allen COM1,9600,8,n,1. Aan elke EVSE moet een aparte Modbus ID worden toegekend. Voor het gemak is de Modbus-ID gelijk aan het nummer van de parkeerplaats: 1,2,3,... Dezelfde COM-parameters en de Modbus-ID's worden in de betreffende EVSE ingevoerd. Het laadbeheer van de EVSE is gedeactiveerd, omdat het hier door de Raspberry wordt overgenomen. In de cFos Charging Manager op de Raspberry worden dezelfde Modbus-ID's overeenkomstig ingevoerd en als apparaattype "cFos Power Brain".

USB2 van de Raspberry PI heeft de bedrading van de ABB B23 meters en de ABB B24 transformator meter. Hier is ook 9600,8,n,1 ingesteld in het display van de meters en het nummer van de parkeerplaats is toegewezen als Modbus ID. Er kan geen botsing van Modbus ID's met de EVSE's optreden, aangezien deze zich op de andere bus bevinden. De ABB B24 is ook ingesteld op 9600,8,n,1 en de Modbus ID is 100. Dit moet zowel in de meters als in de cFos Charging Manager worden ingesteld, d.w.z. het adres is COM2,9600,8,n,1 en de Modbus ID is 1,2,3,... en 100. Selecteer "ABB B23/24" als apparaattype. Alle ABB B23 meters krijgen de rol "E-car verbruik" en de ABB B24 de rol "Mains supply", aangezien deze op het netdoorgiftepunt is geïnstalleerd.

Nu moeten alle ABB B23 meters aan de EVSE worden gekoppeld in de configuratie UI van de bijbehorende EVSE, zodat de cFos Charging Manager weet welke meter bij welke EVSE hoort.

De cFos Charging Manager kan beide bussen parallel bevragen, maar kan alleen alle apparaten per bus na elkaar bevragen. Het is daarom beter om u te beperken tot 15-20 apparaten per bus en, indien nodig, meer bussen aan te sluiten op de Raspberry met behulp van een USB RS 485 adapter.

Aangezien individuele auto's enkelfasig of tweefasig kunnen laden, moeten alle EVSE's worden geïnstalleerd met een fasedraaiing van 120 graden ten opzichte van elkaar. Deze fasedraaiing kan aan de cFos Power Brain Wallbox worden doorgegeven in de betreffende EVSE-instelling. Hierdoor kan de laadmanager fase-onbalans detecteren en de laadstroom beperken. Hij kan er ook rekening mee houden, ten voordele van de laadwagens, als meerdere enkelfasige wagens op verschillende fasen laden (ten opzichte van de huisaansluiting).

Aangezien voor alle EVSE's meters worden gebruikt die de stromen van de afzonderlijke fasen afzonderlijk weergeven, kan de fasebenutting van de EVSE's op "Bepalen" worden ingesteld, wat een optimale benutting van het beschikbare vermogen oplevert.

Om bepaalde vermogens in de webinterface in één oogopslag te kunnen zien, werden in de cFos Charging Manager de volgende "softwaremeters" met de rol "Weergave" geconfigureerd: Een virtuele meter voor het beschikbare laadvermogen "Power avail. for EVSEs" Een virtuele meter voor het werkelijk gebruikte laadvermogen "Consumed EVSE Power"

Bovendien is het zonnestroomsysteem geïntegreerd, wat eigenlijk niet nodig is, want er is een netreferentiemeter: de omvormers van het zonnestroomsysteem hebben als meter (hier SMA Sunny Tripower) een virtuele meter voor de som van de zonne-energie "Geproduceerde Stroom"

Hier volgt een overzicht van de verschillende soorten meters.

Kosten voor oplaadpunten: Omdat cFos Power Brain Wallbox's heeft gebruikt, zijn alle oplaadpunten gratis. Voor oplaadpunten met andere EVSE heb je een licentie per oplaadpunt nodig. Hier is de prijslijst. Er zijn geen verdere "abonnements" kosten.

Opmerking: Een enkele cFos Power Brain Wallbox kan tot 25 apparaten bedienen als cFos Charging Manager. In dergelijke gevallen is een Raspberry Pi niet nodig.