Obecnie większość pojazdów elektrycznych wyposażona jest w dwa porty ładowania – jeden przeznaczony do prądu przemiennego (AC) a drugi do zasilania prądem stałym (DC). Do prywatnego użytku zazwyczaj stosowane są stacje ładowania AC, nazywane też ładowarkami lub wallboxami (w przypadku urządzenia montowanego na ścianie).

FOT: pre -biel FOT: pre -biel

Samochód elektryczny można, oczywiście, zasilać prądem ze zwykłego, 230 V gniazdka. Wystarczy do tego ładowarka znajdująca się na wyposażeniu auta. Nie jest to jednak efektywne „tankowanie”. Moc przekazywana w ten sposób jest mała, a sam proces ładowania jest bardzo długotrwały. Dlatego korzystnym rozwiązaniem jest zakup kompaktowej i wydajnej przydomowej ładowarki AC.
Ładowarki AC mogą być urządzeniami przenośnymi lub stacjonarnymi. Zazwyczaj wyposażone są w 5m przewód ładowania. Ładowarki przenośne mogą korzystać z zasilania w postaci gniazda zamontowanego w ścianie (Schuko) lub tzw. siły (CCE).
Na rynku znaleźć można dwa typy ładowarek stacjonarnych – wolnostojące i naścienne, czyli tzw. wallboxy, wyposażone w przewód zamontowany na stałe lub wymienny. W praktyce urządzenia te różnią się m.in. poziomem mocy, możliwością regulacji tego poziomu, typami wtyczek i rodzajami zabezpieczeń. W zależności od modelu mogą być wyposażone w dodatkowe funkcje, takie jak opóźniony start czy kontrola zdalna.

Fot. 1. Wybierając model przydomowej stacji ładowania pojazdów musimy wziąć pod uwagę cztery czynniki: moc przyłączeniową domowej instalacji, dostępną rezerwę mocy, ilość faz oraz maksymalną moc ładowania pojazdu elektrycznego. FOT: pre -biel Fot. 1. Wybierając model przydomowej stacji ładowania pojazdów musimy wziąć pod uwagę cztery czynniki: moc przyłączeniową domowej instalacji, dostępną rezerwę mocy, ilość faz oraz maksymalną moc ładowania pojazdu elektrycznego. FOT: pre -biel

Stacje DC i AC

Stacja DC, czyli umożliwiająca ładowanie prądem stałym, jest zdecydowanie najbardziej wydajnym rozwiązaniem. Prąd trafia z niej bezpośrednio do akumulatorów, bez konieczności przejścia przed dodatkowe urządzenie, takie jak konwerter, co bardzo skraca czas ładowania i poprawia jego efektywność. Taka potrzeba występuje natomiast w stacjach prądu przemiennego (AC), bowiem zanim naładujemy nim akumulator musi zostać przekonwertowany za pomocą wbudowanego wewnątrz samochodu prostownika, nazywanego też ładowarką pokładową. Konwerter może być układem 1, 2 lub 3-fazowym.
Przed zakupem samochodu elektrycznego warto zwrócić uwagę na to, czy parametry ładowarki AC pozwalają na jej zastosowanie w istniejącej instalacji elektrycznej domu. Konieczne jest sprawdzenie, czy instalacja posiada właściwą rezerwę mocy i odpowiednie parametry zabezpieczeń. W sytuacji, gdy właściwości te nie będą wystarczające, należy zwrócić się do dostawcy energii z prośbą o dostosowanie parametrów do potrzeb ładowarki.

Fot. 2. Pojazd elektryczny jest świetnym odbiornikiem energii wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne. FOT: adobe stock Fot. 2. Pojazd elektryczny jest świetnym odbiornikiem energii wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne. FOT: adobe stock

Zdaniem EKSPERTA
Czym się kierować przy wyborze przydomowej stacji ładowania pojazdów? Na jakie parametry i rozwiązania warto zwrócić uwagę?

Przy doborze stacji ładowania zwracamy uwagę przede wszystkim na moc i maksymalną szybkość ładowania pojazdu elektrycznego przy dostępnej mocy w instalacji elektrycznej.
W pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na rodzaj posiadanej taryfy. Użytkownicy taryfy dzień/noc np.: G12, mogą ładować auto elektryczne pomiędzy 22:00-6:00, co znacząco wpływa na obniżenie kosztów ładowania. Jeśli użytkownik posiada instalację fotowoltaiczną, pojazd elektryczny jest świetnym odbiornikiem energii wyprodukowanej przez panele. Nie ma potrzeby oddawania nadprodukcji do sieci, po niekorzystnej cenie. Możemy ją wykorzystać na potrzeby pojazdu elektrycznego, poprzez zastosowanie buforu w formie magazynu energii.
Są cztery istotne czynniki, które mają wpływ na dobór przydomowej stacji ładowania: moc przyłączeniowa domowej instalacji, dostępna rezerwa mocy, ilość faz oraz maksymalna moc ładowania pojazdu elektrycznego.
Przed montażem stacji ładowania należy sprawdzić instalację elektryczną w celu weryfikacji i potwierdzenia, że jej parametry są wystarczające do mocy dobranej stacji ładowania.
Aby odpowiednio dostosować instalację domową na potrzeby ładowania pojazdu elektrycznego należy zastosować zabezpieczenia nadprądowe oraz różnicowo-prądowe, które często montowane są w samej ładowarce. W tablicy zasilającej należy zastosować rozłącznik bezpiecznikowy z odpowiednią wartością prądową wkładek bezpiecznikowych.
Dobierając stację ładowania, na maksymalnej nastawie prądu ładowania, należy pamiętać o parametrach instalacji aby stacja pod obciążeniem nie wyzwoliła zabezpieczeń nadprądowych oraz aby nie doszło do przegrzania przewodów, a w efekcie tego do awarii instalacji.
W przypadku kiedy nie mamy dużej rezerwy mocy aby z zadowalającą mocą ładować nasz pojazd elektryczny możemy zastosować np. moduł SHC (Smart Home Charge), który analizuje w czasie rzeczywistym aktualny pobór mocy w domu i ustala jaką moc może udostępnić na ładowanie pojazdu w garażu. Jeśli SHC zaobserwuje wyższy chwilowy pobór mocy w obiekcie ograniczy moc przeznaczoną na ładowanie, unikając jednocześnie przekroczenia dostępnej mocy. Jeśli SHC wykryje spadek pobieranej energii „pozwoli” stacji ładowania na skierowanie do pojazdu większej mocy i skrócenia czasu ładowania.

Standardy złącz ładowania elektryków

Do stacji prądu stałego (DC), instalowanych zwykle w przestrzeni publicznej, przypisane są standardy CCS i CHAdeMO. Natomiast w przypadku ładowarek prądu przemiennego, najczęściej stosowanych w przydomowych warunkach, występują złącza oraz gniazda typu 1 lub 2, dodatkowo wyposażone w przewody zasilające, ochronne oraz komunikacyjne.
Złącza typu 1 znajdziemy przede wszystkim w pojazdach wyprodukowanych w USA. Pozwalają one na ładowanie 1-fazą, a moc prądu osiąga tu maksymalnie 7,2 kW. W przypadku złącz typu 2 sprawa jest znacznie korzystniejsza, bowiem ten standard umożliwia korzystanie zarówno z prądu 1-fazowego, jak i 2 i 3-fazowego, a umieszczone w stacji gniazdo tego typu pozwala na podłączenie wymiennych kabli ładowania zarówno ze złączem typu 2 jak i 1. Przy użyciu złącza typu 2 maksymalna moc, jaką można osiągnąć, wynosi 44 kW. Odnosząc się do kabli – znajdują się one na wyposażeniu samochodu, jednak zdarza się, że nie są to optymalne przewody, a takie, które mają niską moc zasilania. Decydując się na zakup bardziej wydajnych kabli, należy dobrać je do typu gniazda w samochodzie (1 lub 2), a także zwrócić uwagę na takie jego parametry, jak zgodność z normami IEC 62196 (SAE J1772 dla typu 1 i IEC 62196-2 dla typu 2), klasę ochronności IP oraz palności V0.

Fot. 3. Kable, którymi należy zasilić ładowarki muszą posiadać przekroje żył odpowiednie do maksymalnego obciążenia prądowego podanego przez producenta stacji. Standardowo stosuje się elektroenergetyczne kable miedziane w izolacji i powłoce polwinitowej np. YKYżo. FOT: TECHNOKABEL Fot. 3. Kable, którymi należy zasilić ładowarki muszą posiadać przekroje żył odpowiednie do maksymalnego obciążenia prądowego podanego przez producenta stacji. Standardowo stosuje się elektroenergetyczne kable miedziane w izolacji i powłoce polwinitowej np. YKYżo. FOT: TECHNOKABEL
Fot. 4. W przypadku konieczności zastosowania kabli z wyższą klasą reakcji na działanie ognia wg rozporządzenia CPR mogą być kable N2XH-J z izolacją z polietylenu usieciowanego i powłoką bezhalogenową. FOT: TECHNOKABEL Fot. 4. W przypadku konieczności zastosowania kabli z wyższą klasą reakcji na działanie ognia wg rozporządzenia CPR mogą być kable N2XH-J z izolacją z polietylenu usieciowanego i powłoką bezhalogenową. FOT: TECHNOKABEL

Zdaniem EKSPERTA
Czy przekrój żyły i jakość samego kabla zasilającego domową stację ładowania pojazdów elektrycznych wpływa na szybkość ładowania pojazdu? Jakie jeszcze mogą być skutki źle dobranego okablowania zasilającego stację?

Domowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest czynnością łatwą i ekonomiczną. Wymaga jednak zakupu i zainstalowania odpowiedniej, zgodnej z zaleceniem producenta auta ładowarki. Większość dostępnych na rynku ładowarek domowych zapewnia ładowanie przez wtyczkę 240 V AC. Takie ładowanie dodaje około 20 do 100 km zasięgu pojazdu na godzinę ładowania, dzięki czemu nadaje się do wszystkich pojazdów elektrycznych.
Domowe ładowarki standardowo są oferowane na rynku z mocami 3, 6, 7, 11 lub 22 kW. Ich zasilenie wymaga posiadania dedykowanego obwodu elektrycznego o natężeniu zwykle do 32 amperów. Instalacje domowego ładowania muszą być zgodne z lokalnymi i krajowymi przepisami bezpieczeństwa.
Kable, którymi należy zasilić ładowarki przede wszystkim muszą posiadać przekroje żył odpowiednie do maksymalnego obciążenia prądowego podanego przez producenta. Zwiększenie przekroju kabli zasilających nie ma wpływu na prędkość ładowania pojazdu.
Z racji miejsca instalacji oraz stacjonarnego charakteru pracy ładowarki do jej zasilenia wystarczy dobrać elektroenergetyczne kable miedziane w izolacji i powłoce polwinitowej np. YKYżo.
W przypadku konieczności zastosowania kabli z wyższą klasą reakcji na działanie ognia wg rozporządzenia CPR alternatywą zasilenia mogą być kable N2XH-J z izolacją z polietylenu usieciowanego i powłoką bezhalogenową. Technokabel produkuje takie kable również w jednej z najwyższych klasie CPR przewidzianych dla kabli, czyli - B2ca.
Ryzyko bezpieczeństwa związane z instalacją i użytkowaniem domowego systemu ładowania jest bardzo niskie, podobnie jak w przypadku innych dużych urządzeń domowych, takich jak suszarki do ubrań, pralki, kuchnie itp. Oczywiście tak jest pod warunkiem wykonania instalacji elektrycznej z prawidłowo dobranymi zabezpieczeniami prądowymi i przy zastosowaniu odpowiednich do obciążenia przekrojów kabli zasilających.

Gdzie montować stacje

Fot. 5. Stacje montowane są najczęściej na ścianie garażu (wallboxy) lub na przeznaczonym do tego słupku. Fot. 5. Stacje montowane są najczęściej na ścianie garażu (wallboxy) lub na przeznaczonym do tego słupku.

Obecnie, w przypadku domów jednorodzinnych, tego typu urządzenia montowane są najczęściej na ścianie garażu (wallboxy) lub na przeznaczonym do tego słupku znajdującym się na terenie posesji.
Nieco większy problem pojawia się w przypadku budynków spółdzielczych, bowiem w grę wchodzi tu rozliczenie za pobraną energię. Zdarza się, że mieszkańcy takich budynków sami wnoszą o postawienie stacji ładowania, decydując się na samodzielne pokrycie kosztów jej zakupu i montażu. W takich przypadkach konieczne jest uzyskanie zgody wspólnoty mieszkaniowej, skompletowanie odpowiedniej dokumentacji, a także znalezienie projektanta i wykonawcy.
Przyjęta 3 lata temu Ustawa o elektromobilności pomogła ładowarkom samochodów elektrycznych zaistnieć w przestrzeni miejskiej. Bez problemu znajdziemy je na parkingach centr handlowych czy przy budynkach użyteczności publicznej. Ładowanie w takich punktach może odbywać się zarówno w sposób ogólnodostępny jak i zabezpieczony m.in. poprzez karty RFID.
Rozwojowi sieci stacji ładowania sprzyjają także unijne przepisy, które od 2025 roku nakładać będą na właścicieli nowych bądź modernizowanych budynków z parkingiem na ponad 10 samochodów, obowiązek przygotowania instalacji do montażu stacji ładowania samochodów elektrycznych.

Damian Żabicki

x