Elbilladning Muligheter og utfordringer

Transkript

1 Elbilladning Muligheter og utfordringer Seminar ELiSØR 29. og Rolf Erlend Grundt, AEN

2 Innholdsplan 1. Agder Energi Nett tall 2. Effektkrevende apparater 3. Hva er svake nett 4. Elbilladning 5. AEN krav-råd 6. Morgendagen

3 Min bakgrunn Utdannet sivilingeniør elkraft Jobber i Agder Energi Nett (AEN) Fagansvar dimensjoneringskriterier Fagansvar spenningskvalitet AMS og bruk for nettnytte Elbilladning veiledning og råd

4 Samfunnsoppgave: levere produktet spenning og kapasitet for effektforbruk Til 30 kommuner på Agder

5 Ledningsnett i km 3 nettnivå Type Linjer Kabler Sum Lavspent Høyspent Regionalnett Sum

6 Lavspentnetter på Agder

7 Forsyner kunder fordelingstransformatorer

8 Kundene fordelt på nettype kunder tilknyttet TT-nett tilknyttet IT-nett, Kristiansand, Arendal, Flekkefjord tilknyttet TN-nett, stort sett alle nye boligfelt fra 1990-tallet

9 Utvikling siste 5 årene - lavspent Effektkrevende apparater høye strømtopper Apparatene styres elektronisk av og på - ofte Produksjon: Solceller, småkraftverk, vindmøller Elbilladning Smarte apparater

10 Hva er effektkrevende apparater Induksjonstopp Varmepumpe vann til vann eller luft Høytrykksspyler Gjennomstrømmingsvannvarmer Elbil ladning Apparater 1-fase over 16 A og mindre som går ofte av og på

11 Effektforbruk døgn husholdning Med elbilladning og induksjonstopp

12 Normallading bil i svakt nett Kilde: Sintef energi

13 Hva betyr det for nettet? Spenningen kan falle mer enn 3 % ved av- og påslag Mer variasjon i lysstyrken I svake nett kan spenningen komme oftere under 207 V Kapasiteten til nettet må dobles for å unngå dette og brudd i spenningskvaliteten?

14 Spenningskvalitet hva sier FoL? 1. Langsomme spenningsvariasjoner +/- 10 % av 230 eller 400 V, hhv 207 og 360 V 2. Spenningsusymmetri Ikke større enn 2 % i snitt over 10 min 3. Spenningssprang Ikke over 3 %, 6,9 V, maks 24 ganger i døgnet 4. Dipp Kortvarig under 207 eller 360 V, maks 24 ganger i døgnet 5. Flimmer Fenomener som merkes av kunden. De 3 siste er verdier ut fra synlighet for øyet, ikke skader eller funksjonssvikt på utstyr

15 Generelle bestemmelser i FoL 2.1 Utbedring De som omfattes av denne forskriften skal, dersom deres anlegg er skyld i at bestemmelsene i denne forskriften ikke kan overholdes, utbedre forholdet uten ugrunnet opphold. Utbedringsplikten gjelder ikke for nettkunder, dersom grenseverdiene kun overskrides i eget tilknytningspunkt, og tilknyttet nettselskap ikke opplever problemer som følge av dette.

16 Utbedringsplikten kan være Fordele skjeve laster mellom fasene Installere 3-fase kontakter og utstyr (også 400 V) Installere mykstarter eller frekvensomformer til elmotor Bytte apparat til mindre strømtrekk Forsterke ledningsnett til tilknytningspunkt Forsterke fra tilknytningspunkt til forbruksapparat

17 Hva er nettstyrke Sterkt nett har lav impedans fra trafo til kunde og høy kortslutningsstrøm Ik2 Svakt nett har høy impedans til kunde og dermed lav kortslutningsstrøm

18 Hva kan gi svakt nett? Høy impedans (elektrisk motstand) fra trafo til kunde gir spenningsfall når strøm passerer Årsak høy impedans: Lange ledninger (linje og/eller kabel) til nettkunde Ledninger med lavt kvadrat Dårlige eller svekkede skjøter Lange strekk inne i installasjonen

19 Grenser for kortslutningsevne Beregnet ut fra IECs referanseimpedans ved 20 grader Apparater < 75 A og hovedsikring < 100 A: a) 400 V TN: I k2 >= 800 A b) 230 V IT og TT: I k2 >= 1172 A AEN krav i nye kretser til alle kunder. Nye kunder tilknyttet eksisterende nett har lavere verdi. (Forholdet Ik2min ved 80 grader / Ik2 ved 20 grader = 0,806)

20 Hvorfor blir effektkrevende apparater utfordring lavspentnett? Undersøkelse fra nettselskap i 2012: IEC norm sier nettstyrken, Ik2, bør være minst 1172 A i 230 V nett. Avstanden fra trafo til nettkunde kan være for lang! Kilde: Energi Norge og Sintef energi

21 Kravenes konsekvenser - elektrisk 1. Mer beregninger - krever kompetanse og tar mer tid 2. Stor økning på tiltak i eksisterende og nye nett: Større tverrsnitt Mer høyspentnett Flere nettstasjoner Flere lavspentkurser A. Får sterkere nett og toleranse for krevende apparater B. Færre spenningsklager og ryddejobber etter tiltak

22 Gode tiltak hos kunde for å utnytte nettet bedre 1. I 400 V nett: 1. Monter 3-fase kontakt på husvegg, garasje, etc 2. Monter 3-fase kontakt på kjøkken, kjeller 3. Oppfordr kunde til å kjøpe 400 V utstyr (komfyr, vann/luft-, vann/vann varmepumpe, motorer, etc) 2. I 230 V nett: 1. Monter 3-fase kontakt på husvegg, garasje 2. Mykstarter eller frekvensomformer på motorer

23

24 Momenter for krav til ladning i svake nett 1. Ladning av elbil er last som kommer i tillegg til vanlig husholdning Gir dermed økt spenningsfall 2. Den kan komme samtidig med topplasten i boligen eller boligområde 3. Ergo må kortslutningsstrømmen være høyere for å overholde samme spenningskvalitet som uten ladning

25 AEN krav 230 V nett, elbilladning I k2 min Ladning Oppleves Tabell 5, des 2014 < 350 Maks 8 A 1-fase eller 13 A 3-fase Maks 10 A 1-fase eller 16 A 3-fase Maks 13 A 1-fase eller 20 A 3-fase Maks 16 A 1-fase eller 25 A 3-fase Maks 20 A 1-fase eller 32 A 3-fase > 1557 A Maks 32 A 1-fase eller 32+ A 3-fase Merkes hos kunde. Bør regulere tidspunkt - natt. Mulig merkes hos nabo også. Skjev last? Kan merkes hos kunde. Bør regulere tidspunkt natt. Mulig hos nabo. Skjevlast kan oppstå. Ladestrøm over 10 A kan merkes og krever egen type kontakt og kurs. Nattladning vinter? Skjevlast kan oppstå. «Lett» sterkt nett. Apparater opp til 16 A Middels sterkt nett Sterkt nett

26 Skjev last og påvirkning spenning

27 AENs kriterier - generelt 1. Tabell 5 gir informasjon og budskap om muligheter for ulike typer hjemmeladning uten at spenningskvaliteten skal forringes nevneverdig en kald vinterdag. Til nytte for installatører, elbilselgere og internt i AEN 2. Samtidig må det også legges inn vurdering om kapasiteten for mer strømtrekk er mulig 3. I områder med utbygd 400 V nett er nettet stort sett sterkere, men må også sjekkes for Ik verdier og kapasitet

28 Krav til forhåndsmelding Når kjennskap om ladning av elbil ønsker AEN: 1. Forhåndsmelding når ladestrøm over 10 A 2. Da skal AEN gi svar på styrke og kapasitet og tabell 5 gir veiledning i muligheter på ladning Hvis veldig svakt nett er tilleggsråd: 1. Anbefal ladning skjer på natt, maks 8 A 2. Hvis over 8 A eller dagladning, 3-fase MODE 3 ladning

29 Ladning boligfelt/blokk Det kan muligens bli problem hvis halve boligfeltet har elbiler og de skal lade samtidig på ettermiddagen. Mange bekker blir til en stor å. 10 stk elbil på 16 A ladning samtidig kan tilsvare forbruk i ca 5 ekstra boliger i boligfeltet. Ledningsnettet til boligfeltet/blokk må etterberegnes om eksisterende trafo og ledningsnett blir for svakt/tynt og må forsterkes. Normalt medføre anleggsbidrag

30 Vanlig spørsmål 1. Skal lade elbilen hjemme? 2. Tåler nettet det? 3. Hvor stor strøm kan jeg lade med?

31 Svar til nettkunden/installatøren Beregningene viser I k2 min = 1004 A Ja, kan lade. Spenningen blir ikke «ødelagt» Hvis: Maks 16 A 1-fase eller 25 A 3-fase.

32 AMS inn i ny tid Smart måler Får kjennskap til kundens spenning og dens variasjon med effektbruket, over døgnet, over året Grunnlag for drift av nettet Spenningsklager Prosjektering Styring av effekttopper Tariffer

33 Display Lokal produksjon Smarte apparater Sikkerhets produkter El-bil og lokal magasinering Elnett produkter Smarthuskontroller Lokal magasinering Smart måler

34 «Den som har kontroll på effekten har kontroll på investeringene» Takk for oppmerksomheten!