Apartmajska hiša s 13 strankami in podzemnim parkiriščem

Slika Priključna in polnilna infrastruktura
Stanovanjska stavba s 13 strankami (bivalni prostori) in 13 parkirnimi mesti v podzemnem parkirišču. Priprava tople vode prek centralnega ogrevanja, zato je zmogljivost hišnega priključka 55 kW. 70 kWp sončnega sistema (PV) z napajanjem po zbiralnici.

13 EVSE po 22 kW, priključenih na zbiralnico. To pomeni, da je na voljo 55 kW moči hišnega priključka in do 52 kW fotovoltaične moči, zmanjšane za hišno porabo vseh stanovanj/splošno električno energijo. Tako lahko podzemna garaža odjema največ 55kW plus 52kW, kar pomeni, da je napajalni kabel za razdelilno omarico predviden za dobrih 125kW. Meritev obremenitve v hiši, ki jo je opravil dobavitelj energije, je pokazala, da hiša pretežno črpa moč od 1,5 kW do 5 kW. Le ob konicah (približno od 16. do 19. ure) se lahko pojavi potreba po moči približno 20 kW. Zato povečanje vrednosti hišnega priključka in s tem povezanih stroškov ni bilo potrebno.

Razdelilna omarica vsebuje odklopnik in RCD tipa A za vsako napravo EVSE. Naprave EVSE imajo vgrajeno zaščito pred okvarami z enosmernim tokom, zato dražji RCD niso potrebni. Naprave EVSE so povezane v zvezdo.

Osrednji dvosmerni referenčni števec na točki hišnega priključka meri obremenitev hišnega priključka. To je transformatorski števec ABB B24 (Modbus) s transformatorskimi tuljavami v razdelilniku NH. Lahko se uporabi tudi Eastron SDM630 MCT. Na ta način upravitelj polnjenja cFos Charging Manager vidi porabo vseh stanovanj in dovod iz solarnega sistema ter lahko v času konic regulira manjšo moč polnjenja.

Za vsako napravo EVSE je kalibriran merilnik ABB B23 (Modbus) za namene zaračunavanja in določanja uporabe faze električnih avtomobilov za polnjenje. Alternativno se lahko uporabijo Eastron SDM72DM-V2, Orno WE 516/517 ali YTL DTS353F-2. Merilniki so nameščeni v električnih napajalnikih EVSE, lahko pa so nameščeni tudi v razdelilni omarici.

Odčitki števcev se vsako leto odčitajo v spletnem vmesniku programa cFos Charging Manager in za najemnike parkirišč se pripravi obračun pristojbin za storitve. Uporabniki lahko prikaz števca kadar koli odčitajo na kraju samem. V programu cFos Charging Manager lahko upravitelj prenese datoteko dnevnika vseh transakcij kot datoteko CSV, ki jo lahko nato nadalje obdeluje na primer z Excelom. Po želji je na voljo tudi dnevnik transakcij za posameznega uporabnika. Za vsak postopek polnjenja se zabeležijo začetni in končni čas, napolnjene kWh, skupna poraba in RFID uporabnika.

Upravljanje obremenitve poteka prek upravitelja polnjenja cFos Charging Manager na Raspberry PI. Vse EVSE so 22kW EVSE cFos, ki so povezane z dvožično povezavo (Modbus RTU). Alternativno ali v mešani konfiguraciji se lahko uporabijo tudi ABL eMH1, Heidelberg Energy Control ali EVSE s krmilnikom EVRacing WB DIN Modbus (npr. Stark in Strom). Možna je tudi mešana konfiguracija teh naprav.

Raspberry PI je povezan z internetom prek usmerjevalnika v hiši. Lahko pa je povezan tudi z usmerjevalnikom LTE. Na Raspberry PI sta 2 adapterja modbus, s katerima je mogoče realizirati 2 ločena modbusa. Zaradi dolžine kablov, ki znaša približno 60 m, so priporočljivi zviti kabli (npr. pari kablov Cat5 ali Cat7) in zaključni upori na koncih vodila. Za zaščito Raspberryja se adapterji RS 485 upravljajo z izolatorji USB. Vsi merilniki (1x ABB B24 + 13x ABB B23) so nameščeni na vodilu 1, vse naprave cFos Power Brain Wallbox so nameščene na vodilu 2.

Vzporedno z dvema povezavama Modbus RTU lahko do vseh parkirnih mest napeljete tudi omrežje LAN in nato uporabite naprave EVSE, ki delujejo z OCPP ali Modbus TCP, kot so ABB Terra AC 22, ABL eMH2, Innogy eBox Professional, Keba KeContact P30 c- ali x-series, Webasto Live, Mennekes Amtron, Wallbe Eco. Z dodatno pokritostjo WLAN z dostopnimi točkami WLAN je mogoče EVSE cFos povezati tudi v načinu Modbus TCP, prav tako pa tudi druge EVSE z WLAN, na primer polnilnik go-e. V tem primeru je bila v garaži nameščena rezervna dostopna točka WLAN, da bi poenostavili posodobitve programske opreme naprav cFos Power Brain Wallbox.

Za avtorizacijo polnjenja je pri vhodu v podzemno parkirišče nameščen drugi Raspberry PI s čitalnikom RFID USB za 13,56Mhz kartice Mifare. To omogoča upravljanje električnih napajalnikov EVSE, ki nimajo čitalnika RFID. 13.56 Mhz je praktičen, ker veliko "čekovnih kartic", ki jih imate pri sebi, podpira ta standard (razen kartic EC in kreditnih kartic). Lahko pa uporabite tudi bralnik RFID s frekvenco 125 kHz (ta se pogosto uporablja v povezavi z alarmnimi sistemi). Upravitelj polnjenja cFos Charging Manager upošteva RFID, ki ga posreduje EVSE, zato centralni čitalnik ni nujno potreben.

V primeru izpada upravljanja obremenitve se na vseh napravah EVSE cFos aktivira 3-minutni varnostni časovnik, tj. naprave EVSE po 3 minutah izpada komunikacije preklopijo na najmanjši polnilni tok, tako da se v primeru izpada ne sprožijo varovalke.

Konfiguracija upravitelja polnjenja cFos

Max. Skupna moč (W): 55000 Rezerva moči (W): 1: to se odšteje od 55 kW kot regulacijska rezerva Maks. Skupna moč EVSE (W): 55kW: to ustreza moči linije od zbiralnice do garaže. Poleg moči hišnega priključka je treba za polnjenje uporabiti tudi največjo moč solarnega sistema, zato je bila linija dimenzionirana na ta način. Upravitelj polnjenja cFos tako zagotavlja, da niti hišni priključek niti ta napajalni vod nista preobremenjena.

USB1 Raspberry PI ima Modbus RTU kablovje EVSE. To pomeni, da se kot naslov vnese COM1. Ker so naprave cFos Power Brain Wallbox nastavljene na 9600 baudov, 8 podatkovnih bitov, brez paritete in 1 stop bit, je naslov za vse naprave COM1,9600,8,n,1. Za vsak sistem EVSE je treba dodeliti ločen ID Modbus. Zaradi enostavnosti je ID Modbus enak številki parkirnega mesta: 1,2,3,... V posamezni EVSE se vnesejo enaki parametri COM in ID Modbus. Upravljanje obremenitve EVSE je deaktivirano, saj ga prevzame Raspberry. V upravitelju polnjenja cFos Charging Manager na malinskem računalniku vnesite iste ID Modbus in kot tip naprave "cFos Power Brain".

USB2 Raspberry PI ima ožičenje merilnikov ABB B23 in merilnika transformatorja ABB B24. Pri tem je na zaslonu merilnikov nastavljena tudi vrednost 9600,8,n,1, številka parkirnega mesta pa je dodeljena kot ID Modbus. Ne more priti do kolizije ID Modbus z napravami EVSE, saj so te nameščene na drugem vodilu. ABB B24 je prav tako nastavljen na 9600,8,n,1, ID Modbus pa je 100. To je treba nastaviti tako v števcih kot v upravitelju polnjenja cFos, tj. naslov je COM2,9600,8,n,1 in Modbus ID je 1,2,3,... in 100. Kot tip naprave izberite "ABB B23/24". Vsem števcem ABB B23 je dodeljena vloga "E-car consumption" (poraba v avtomobilu), števcu ABB B24 pa vloga "Mains supply" (napajanje iz omrežja), saj je nameščen na omrežni predajni točki.

Sedaj morajo biti vsi števci ABB B23 v konfiguracijskem uporabniškem vmesniku ustreznega EVSE pripeti na EVSE, tako da upravitelj polnjenja cFos ve, kateri števec pripada kateremu EVSE.

Upravitelj polnjenja cFos lahko vzporedno poizveduje po obeh vodilih, vendar lahko vse naprave na vodilu poizveduje le eno za drugo. Zato je bolje, da se omejite na 15-20 naprav na vodilo in po potrebi z Raspberryjem povežete dodatna vodila s pomočjo adapterja USB RS 485.

Ker se posamezni avtomobili lahko polnijo v enofaznem ali dvofaznem načinu, je treba vse EVSE namestiti tako, da se faze med seboj vrtijo za 120 stopinj. Ta zasuk faze se lahko sporoči sistemu cFos Power Brain Wallbox v ustrezni nastavitvi EVSE. Tako lahko upravitelj polnjenja zazna neravnovesje faz in omeji polnilni tok. Prav tako lahko v korist polnilnih avtomobilov upošteva, če se več enofaznih avtomobilov polni na različnih fazah (glede na hišni priključek).

Ker se za vse EVSE uporabljajo števci, ki ločeno prikazujejo tokove posameznih faz, je mogoče izkoristek faz EVSE nastaviti na "Določi", kar zagotavlja optimalen izkoristek razpoložljive moči.

Da bi lahko v spletnem vmesniku na prvi pogled videli določene moči, so bili v upravitelju cFos Charging Manager z vlogo "Display" konfigurirani naslednji "programski merilniki": Virtualni števec za razpoložljivo moč polnjenja "Power avail. for EVSEs" virtualni števec za dejansko porabljeno moč polnjenja "Consumed EVSE Power"

Poleg tega je integriran solarni sistem, ki pravzaprav ni potreben, saj je na voljo merilnik za referenčno omrežje: pretvorniki solarnega sistema kot merilnik (tukaj SMA Sunny Tripower) virtualni merilnik za vsoto sončne energije "Proizvedena moč"

Tukaj je pregled različnih vrst števcev.

Stroški polnilnih mest: Ker so bile uporabljene EVSE cFos, so vsa polnilna mesta brezplačna. Za polnilna mesta z drugimi sistemi EVSE potrebujete licenco za vsako polnilno mesto. Tukaj je cenik. Dodatnih "naročnin" ni.

Opomba: Posamezen sistem cFos Power Brain Wallbox lahko upravlja do 25 naprav kot upravitelj polnjenja cFos. V takih primerih Raspberry Pi ni potreben.