Punjenje električnih vozila
Kao smanjenje globalnog zatopljenja i težnja klimatskoj neutralnosti Europske Unije do 2050, Europska komisija je postavila cilj da članice Europske unije smanje CO2 staklenički plin za 55% do 2030 godine. Kao način smanjenja emisije CO2 je prelazak s vozila na fosilno gorivo na vozila s električnim pogonom. Sa mjerama koje članice europske unije uvode kroz zakonodavstvo i olakšice za električna vozila ona postaju sve ekonomski prihvatljivija i zanimljiva. Novost električnih vozila u odnosu na vozila s fosilna goriva je što električna vozila možemo puniti kod kuće kroz postojeću infrastrukturu. Dok trenutni nedostatak punjenja baterija električnih vozila je vrijeme punjenja, koje je još uvijek dulje od točenje goriva u vozilo s fosilnim gorivom. Bitno je također napomenuti da električna energija koja puni baterije električnih vozila proizvode elektrane s obnovljivim izvorima energije i elektrane koje koriste fosilna goriva. Omjer proizvedene električne energije iz fosilnih goriva i obnovljivih izvora kao što su na primjer vjetar i sunce se trenutno značajno mijenja u smjeru obnovljivih energija uz poticaje zakonodavstva i niz ekonomskih olakšica.
TEHNIČKE KARAKTERISTIKE PUNJAČA
U sljedećoj tablici su dani glavne tehničke karakteristike punjača električnih vozila. Što je veća snaga punjača to će vrijeme punjenja biti manje. Bitno je pri odabiru punjača provjeriti da je on kompatibilan s električnim vozilom u pogledu tipa utičnice i da li vozilo prihvaća istosmjerno (DC) ili izmjenično (AC) punjenje.
| Naziv | Mjerna jedinica | Primjer |
| Tip napajanja | volt [ V ]; AC/DC ; br. faza | 230 V AC 1P+N400 V AC 3P+NDC |
| Napon punjenja | volt [ V ] | 485 V DC400 V AC |
| Maksimalna struja punjenja | amper [ A ] | 125A DC10 ÷ 63A AC |
| El. snaga punjača | kilovat [kW] | 2 ÷ 44 kW AC50 kW DC |
| IP zaštita (prema IEC 60529) | IP | IP 44IP 54 |
| Mehanička zaštita (prema IEC 62262) | IK | IK 10 |
| Temperatura atmosfere za siguran rad uređaja | stupnjevi celzijusa [ °C ] | -30 ÷ +50 °C-25 ÷ +40 °C |
| Tip utičnice (prema IEC 62196) | Type 1Type 2CHAdeMOFF (CCS Combo 2) | |
| Tip autentifikacije | – Autentifikacija s RFID karticama- Mobilnom/web aplikacijom |
PROCJENA VREMENA PUNJENJA
Vrijeme punjenje električnog vozila se može procijeniti na temelju snage električnog punjača vozila i kapaciteta baterije.
Na primjer baterija od 50 kWh, sa punjačem u vozilu za ac punjenje od 5 kW i punjačem električnog vozila tipa 2 spojenog kod kuće na klasičnu utičnicu električne instalacije snage 2.3 kW. Procjenom dolazimo do vremena punjenja cijele baterije od 21 sat i 45 minuta.
TIPOVI PUNJAČA
IEC 61861 je norma za sustave punjenja električnih vozila, dok IEC 62196 je norma koja definira izgled utičnica/konektora na automobilu i kabelu kojim se povezuju punjači i električna vozila. Prema IEC 61861 postoje 4 tipa punjenja električnih vozila, a to su:
- TIP
Spajanje na klasičnu kućnu utičnicu. Punjači trebaju biti limitirani na 16 A 230 V izmjenične struje za jednofazni punjač ili 3×16 A 400V izmjenične struje za trofazni punjač.
Ovaj tip punjenja nema dodatne zaštite te ih je potrebno osigurati u vlastitoj niskonaponskoj instalaciji.
- TIP
Spajanje na klasičnu kućnu utičnicu na strani kućne električne instalacije te spajanje s konektorom tipom 1 ili 2 na strani električnog vozila. Kabel za punjenje ima funkcije kontrole punjenja i osobnu zaštitu od strujnog udara, integriranim u priključni kabel, između standardnog utikača i električnog vozila. Punjači trebaju biti limitirani na 32 A 230 V izmjenične struje za jednofazni punjač ili 3×32 A 400V izmjenične struje za trofazni punjač.
Ovaj način je ograničen na kućne električne instalacije. Priključni kabel obično se isporučuje uz električni automobil.
- TIP
Električna vozila se pune posebnom opremom, koja se zove EV stanica za punjenje (ili EV punjač), trajno povezana s mrežom napajanja izmjeničnom strujom i integrirane funkcije zaštite i upravljanja.
Pošto se koristi namjenska instalacija snage punjenja su veća nego u tipu 1 i 2, te se kreću od 3.7kW do 22kW.
- TIP
Punjenje se vrši putem opreme za napajanje istosmjernim električnim vozilima spojeni na mrežu napajanja izmjeničnom ili istosmjernom strujom. Punjač isporučuje istosmjernu struju izravno u bateriju, npr. zaobilazeći ugrađeni punjač. Punjenje električnog vozila može se obaviti puno brže nego u načinu rada 1, 2 i 3, budući da je raspon električne snage punjenja veći od 24kW. U tipu 4, digitalna komunikacija između električnog vozila i opreme za napajanje električnog vozila obavezna je i trebala bi biti u skladu sa zahtjevima opisanim u IEC 61851-24.
ELEKTRIČNE INSTALACIJE
Kod punjenja električnih vozila kod kuće bitno je imati na umu da punjač nije klasično kućansko trošilo u pogledu zaštite i režima rada trošila. Za razliku od perilice rublja koje samo u kratkim intervalima ima zahtjev za veću električnu snagu, punjač električnog auta više sati u kontinuitetu troši konstantnu snagu. Red veličine priključne snage perilice rublja je oko 2 kW dok punjači električnih vozila kreću od 2 kW na više.
U pogledu zaštite električne instalacije punjača bitno je sagledati dobar odabir zaštitni uređaj diferencijalne struje (ZDUS, fid sklopke) i odvodnika prenapona (SPD).
Kako bi bili sigurni da smo zaštićeni od električnog udara potrebno je odabrati ispravni ZDUS. Klasični ZDUS tipa AC i tipa A nije dovoljna zaštita jer nas on ne štiti od svih oblika struje kvara. Pri radu punjača električnog vozila postoji mogućnost pojave istosmjerne struje greške koju klasični ZDUS tipa AC neće prepoznati. Također kako bi se zadržala selektivnost zaštite potrebno je imati ZDUS cijelog niskonaponskog razvoda te za svaki punjač posebnu ZDUS uređaj.
Prema njemačkoj normi (DIN VDE 0100 722) i smjernicama se za punjače koji su predviđeni za punjenje vozila na javnim površinama propisuje da moraju biti zaštićeni odvodnikom prenapona. Bitni ulazni podaci za odabir odgovarajućeg odvodnika prenapona je poznavanje kako je spojen punjač, da li je spojen direktno na mrežu ili je spojen preko zgrade koja ima gromobranski instalaciju ili nema. Iako nije normom ni zakonom propisano te punjači električnih automobila nisu jeftini uređaj, preporučljivo bi bilo također u kućnoj instalacije uređaj zaštiti od prenapona.
ZAKONODAVSTVO I NORME
Pošto u Hrvatskoj ne postoje pravilnici i norme za projektiranje punionica električnih vozila, potrebno je koristiti međunarodne norma kao što je IEC 60364-7-722 (Niskonaponske električne instalacije — Dio 7-722: Zahtjevi za posebne instalacije ili prostore — Napajanje električnih vozila) i dobru tehničku praksu. Slovenija također nema pravilnike koji bi definirali pravila projektiranja, te iz tog razloga je Slovenska zbornica inženjera izdala “PRIROČNIK ZA PROJEKTIRANJE POLNILNIH POSTAJ ZA ELEKTRIČNA VOZILA”.
ZAŠTITA OD POŽARA
Baterije električnih vozila su napravljena s namjerom da su teško zapaljive, no kada se jednom zapale njihovo gorenje je samo održivo. Sam činjenica da je proces gorenja baterija samo održiv otežava gašenje baterije. Najveći rizik za zapaljenje baterije električnog vozila je u procesu punjenja.
U slučaju požara baterije bitno je ako je moguće odspojiti električno vozilo od punjača ako je bilo spojeno. Hlađenje baterije vodom smanjuje mogućnost da dođe do burne reakcije i eksplozije baterije, ali se vodom ne može ugasiti požar baterije. Za gašenje požara razvijen je posebna sredstvo na bazi vode kojim se najoptimalnije gasi požar električne baterije.
Za potpuno gašenje požara baterije, potrebno je bateriju potpuno uroniti na određen broj sati u slanu otopinu vode. U slučaju električnih automobila, cijeli automobili se uranjaju u kontejner s slanom vodom. U nemogućnosti stavljanja auta u kontejner razvijen je alat kojim se probija auto do baterije te se ona puni specifičnim sredstvom za gašenje baterija.
U slučaju ugradnje punjača kod kuće prepustite to obučenim ljudima ili ako je sustav plug&play definitivno se posavjetujte sa stručnom osobom da li je vaša postojeća zaštita elektroinstalacije ispravna za novi tip trošila.