Apartamentowiec z 13 stronami i parkingiem podziemnym

Rysunek Infrastruktura przyłączeniowa i ładowania
Budynek apartamentowy z 13 stronami (powierzchnia mieszkalna) i 13 miejscami parkingowymi w podziemnym parkingu. Przygotowanie ciepłej wody poprzez centralne ogrzewanie, dlatego moc przyłączeniowa domu 55kW. system solarny (PV) o mocy 70kWp z podłączeniem do szyny zbiorczej.

13 EVSE po 22kW podłączonych do szyny zbiorczej. Oznacza to, że do dyspozycji jest 55kW mocy przyłączeniowej domu plus do 52kW mocy fotowoltaicznej pomniejszonej o zużycie domu przez wszystkie mieszkania / prąd ogólny. Zatem garaż podziemny może pobierać maksymalnie 55kW plus 52kW, czyli kabel zasilający do szafy rozdzielczej jest zaprojektowany na dobre 125kW. Pomiar obciążenia przez dostawcę energii w domu wykazał, że dom w przeważającej mierze pobiera moc od 1,5kW do 5kW. Jedynie w godzinach szczytu (ok. 16-19) może powstać zapotrzebowanie na moc ok. 20kW. W związku z tym nie było konieczności zwiększania wartości przyłącza domu i związanych z tym kosztów.

W szafie rozdzielczej znajduje się wyłącznik automatyczny i RCD typu A dla każdego EVSE. EVSE posiadają zintegrowane zabezpieczenie przed zwarciem DC, dlatego też droższe wyłączniki RCD nie są konieczne. EVSE są podłączone w układzie gwiazdy.

Centralny dwukierunkowy licznik referencyjny sieci w punkcie przyłączenia domu mierzy obciążenie przyłącza domu. Jest to licznik transformatorowy ABB B24 (Modbus) z cewkami transformatora w rozdzielaczu NH. Alternatywnie można zastosować Eastron SDM630 MCT. W ten sposób menedżer ładowania cFos widzi zużycie wszystkich mieszkań, jak również zasilanie systemu solarnego i może regulować moc ładowania w godzinach szczytu.

Dla każdego EVSE jest skalibrowany licznik ABB B23 (Modbus) dla celów rozliczeniowych i określenia zużycia fazy przez ładujące się samochody elektryczne. Alternatywnie można zastosować Eastron SDM72DM-V2, Orno WE 516/517 lub YTL DTS353F-2. Liczniki są instalowane w EVSE, ale mogłyby być również zainstalowane w szafie dystrybucyjnej.

Co roku odczyty liczników są odczytywane w interfejsie internetowym cFos Charging Manager i tworzone jest zestawienie opłat za usługi dla najemców parkingu. Użytkownicy mogą w każdej chwili odczytać wskazania licznika na miejscu. W programie cFos Charging Manager administrator może pobrać plik dziennika wszystkich transakcji jako plik CSV, który może być następnie przetwarzany np. w programie Excel. Opcjonalnie dostępny jest również dziennik transakcji dla każdego użytkownika. Dla każdego procesu ładowania rejestrowany jest czas rozpoczęcia i zakończenia, pobrane kWh, całkowite zużycie oraz RFID użytkownika.

Zarządzanie obciążeniem odbywa się za pomocą programu cFos Charging Manager na komputerze Raspberry PI. Wszystkie EVSE to cFos 22kW EVSE połączone dwuprzewodowo (Modbus RTU). Alternatywnie lub w konfiguracji mieszanej można również zastosować ABL eMH1, Heidelberg Energy Control lub EVSE z kontrolerem EVRacing WB DIN Modbus (np. Stark w Strom). Możliwa jest również mieszana konfiguracja tych urządzeń.

Raspberry PI jest podłączony do internetu poprzez router w domu. Ewentualnie można go również podłączyć do routera LTE. Na Raspberry znajdują się 2 adaptery modbus, za pomocą których można zrealizować 2 oddzielne modbusy. Ze względu na długości przewodów ok. 60m zalecane są skręcone kable (np. pary przewodów Cat5 lub Cat7) oraz rezystory terminujące na końcach magistrali. Dla ochrony Maliny adaptery RS 485 pracują z izolatorami USB. Wszystkie liczniki (1x ABB B24 + 13x ABB B23) znajdują się na magistrali 1, wszystkie cFos Power Brain Wallbox znajdują się na magistrali 2.

Równolegle do dwóch przyłączy Modbus RTU można by również poprowadzić sieć LAN do wszystkich miejsc parkingowych, a następnie wykorzystać EVSE, które są obsługiwane za pomocą OCPP lub Modbus TCP, takie jak ABB Terra AC 22, ABL eMH2, Innogy eBox Professional, Keba KeContact P30 serii c- lub x, Webasto Live, Mennekes Amtron, Wallbe Eco. Dzięki dodatkowemu zasięgowi WLAN za pomocą punktów dostępowych WLAN można było podłączyć EVSE cFos również w trybie Modbus TCP, jak również inne EVSE z WLAN, np. ładowarkę go-e. W tym przypadku w garażu zainstalowano rezerwowy punkt dostępowy WLAN, aby ułatwić aktualizację oprogramowania cFos Power Brain Wallbox.

W celu autoryzacji ładowania, przy wjeździe do parkingu podziemnego zainstalowano drugi Raspberry PI z czytnikiem RFID USB dla kart Mifare 13,56Mhz. Pozwala to na obsługę EVSE, które nie posiadają czytnika RFID. 13.56 Mhz jest praktyczne, ponieważ wiele "kart czekowych", które i tak masz przy sobie, obsługuje ten standard (z wyjątkiem kart EC i kredytowych). Ale można również użyć czytnika RFID o częstotliwości 125 kHz (jest to często używane w połączeniu z systemami alarmowymi). Menedżer ładowania cFos uwzględnia RFID przesyłany przez EVSE, więc centralny czytnik nie jest absolutnie konieczny.

W przypadku awarii zarządzania obciążeniem we wszystkich EVSE cFos aktywowany jest 3-minutowy timer awaryjny, tzn. EVSE przełączają się na minimalny prąd ładowania po 3 minutach braku komunikacji, dzięki czemu w przypadku awarii nie są uruchamiane bezpieczniki.

Konfiguracja menedżera pobierania opłat cFos

Max. Moc całkowita (W): 55000 Rezerwa mocy (W): 5000 Jest to odejmowane od 55kW jako rezerwa kontrolna Max. Całkowita moc EVSE (W): 125000 Odpowiada to mocy linii od szyny zbiorczej do garażu. Pożądane jest wykorzystanie mocy szczytowej systemu solarnego do ładowania oprócz mocy przyłączeniowej domu, dlatego też linia została zwymiarowana w ten sposób. Dzięki temu cFos Charging Manager dba o to, aby ani przyłącze domowe, ani ta linia zasilająca nie były przeciążone.

USB1 urządzenia Raspberry PI posiada okablowanie Modbus RTU urządzenia EVSE. Oznacza to, że jako adres wpisany jest tutaj COM1. Ponieważ EVSE cFos są ustawione na 9600 bodów, 8 bitów danych, brak parzystości i 1 bit stopu, adres dla wszystkich to COM1,9600,8,n,1. Dla każdego EVSE musi być przypisany osobny Modbus ID. Dla uproszczenia, Modbus ID jest równy numerowi miejsca parkingowego: 1,2,3,...Te same parametry COM i Modbus ID są wprowadzane do poszczególnych EVSE. Zarządzanie obciążeniem EVSE jest wyłączone, ponieważ przejmuje je tutaj Raspberry. W programie cFos Charging Manager na Raspberry należy wprowadzić odpowiednio te same identyfikatory Modbus ID oraz "cFos Power Brain" jako typ urządzenia.

Na USB2 Raspberry PI znajduje się okablowanie liczników ABB B23 oraz licznika transformatorowego ABB B24. Tutaj również na wyświetlaczu liczników ustawiono 9600,8,n,1, a jako Modbus ID przypisano numer miejsca parkingowego. Nie może dojść do kolizji Modbus ID z EVSE, ponieważ te znajdują się na drugiej magistrali. W ABB B24 również ustawiono 9600,8,n,1, a Modbus ID wynosi 100. Musi to być ustawione zarówno w licznikach, jak i w cFos Charging Manager, tzn. adres to COM2,9600,8,n,1, a Modbus ID to 1,2,3,... i 100. jako typ urządzenia wybrać "ABB B23/24". Wszystkim licznikom ABB B23 przypisana jest rola "Zużycie w samochodzie", a ABB B24 rola "Zasilanie sieciowe", ponieważ jest on zainstalowany w punkcie przesyłowym sieci.

Teraz wszystkie liczniki ABB B23 muszą być przypięte do EVSE w interfejsie konfiguracyjnym pasującego EVSE, aby cFos Charging Manager wiedział, który licznik należy do którego EVSE.

Program cFos Charging Manager może odpytywać obie magistrale równolegle, ale może odpytywać wszystkie urządzenia na magistrali tylko jedno po drugim. Dlatego lepiej jest ograniczyć się do 15-20 urządzeń na magistralę i w razie potrzeby podłączyć kolejne magistrale do Raspberry za pomocą adaptera USB RS 485.

Ponieważ poszczególne samochody mogą ładować się w trybie jednofazowym lub dwufazowym, wszystkie EVSE powinny być zainstalowane z rotacją faz o 120 stopni względem siebie. Ta rotacja faz może zostać przekazana do cFos Power Brain Wallbox w odpowiednim ustawieniu EVSE. Dzięki temu menedżer ładowania może wykryć brak równowagi faz i ograniczyć prąd ładowania. Może on również uwzględnić, z korzyścią dla samochodów ładujących, jeśli kilka samochodów jednofazowych ładuje się na różnych fazach (w stosunku do przyłącza domowego).

Ponieważ dla wszystkich EVSE stosowane są liczniki, które wyprowadzają prądy poszczególnych faz oddzielnie, wykorzystanie faz przez EVSE może być ustawione na "Ustal", co zapewnia optymalne wykorzystanie dostępnej mocy.

Aby móc natychmiast zobaczyć określone moce w interfejsie internetowym, w cFos Charging Manager skonfigurowano następujące "mierniki programowe" z rolą "Display": Wirtualny licznik dostępnej mocy ładowania "Power avail. for EVSEs" wirtualny licznik faktycznie zużytej mocy ładowania "Consumed EVSE Power"

Ponadto system słoneczny jest zintegrowany, co w rzeczywistości nie jest konieczne, ponieważ istnieje licznik odniesienia do sieci: falowniki systemu słonecznego jako licznik (tutaj SMA Sunny Tripower) wirtualny licznik dla sumy mocy słonecznej "Produced Power"

Oto przegląd różnych typów liczników.

Koszty punktów ładowania: Ponieważ zastosowano cFos Power Brain Wallbox, wszystkie punkty ładowania są bezpłatne. W przypadku punktów ładowania z innymi EVSE potrzebna jest licencja na każdy punkt ładowania. Tutaj znajduje się cennik. Nie ma żadnych dalszych opłat "abonamentowych".

Uwaga: Pojedynczy cFos Power Brain Wallbox może obsługiwać do 25 urządzeń jako cFos Charging Manager. W takich przypadkach Raspberry Pi nie jest konieczne.