Slim opladen zonder overbelasting: haal het beste uit je capaciteit!

Slim energiebeheer draait om het goed verdelen van de belasting over de verschillende fasen. In gebouwen met meerdere laadpunten loopt de stroom meestal via een centrale hoofdverdeler (HV) naar verschillende onderverdelers (OV’s), waaraan soms weer extra OV’s hangen. Zo’n opzet is typisch voor laadinfrastructuren die moeten schalen.

Elke onderverdeler heeft in deze opzet een maximale capaciteit die je niet mag overschrijden. Het is dus zaak om het stroomverbruik van de laadpunten niet alleen goed over de verschillende OV’s te verdelen, maar ook gelijkmatig over de drie fasen – indien je werkt met een driefasig net. Doe je dat niet en ontstaat er een onbalans die de infrastructuur beschadigt.

Deze balans is vooral een uitdaging bij plug-in hybrides (PHEV’s) en sommige batterij-elektrische auto’s (BEV’s), want die laden vaak op meerdere fasen tegelijk. Zo ontstaat vanzelf een scheve verdeling. Hoe groot het risico is, hangt af van je netstructuur en het aantal laadpunten dat je erop aansluit:

• Wanneer de nuldraad de onbalans van de fasen moet compenseren, kan een hoge laadcapaciteit leiden tot thermische schade of netwerkstoringen.
• Verschillende fasebelastingen kunnen ook leiden tot spanningsdalingen, die elektronische apparaten in het gebouw en de laadinfrastructuur kunnen beschadigen.
• Een ongelijke verdeling kan er ook voor zorgen dat beveiligingsmechanismen zoals aardlekschakelaars verkeerd worden geactiveerd.

Zonder slim energiebeheer zullen deze risico’s vroeg of laat het laadsysteem verstoren, met onvoorspelbare nevenschade.

Hier komt een energiemanagementsysteem (EMS) om de hoek kijken. Dit systeem zorgt ervoor dat verdelers en fasen niet overbelast raken, door de belasting slim te herverdelen. Je kunt een EMS bekabeld uitvoeren, met fysieke verbindingen naar alle laadpunten, of kiezen voor een cloud-based variant die alles via een online systeem aanstuurt. Vooral bij middelgrote tot grote laadinfrastructuren is zo’n cloud-oplossing aantrekkelijk, omdat je zo eenvoudig honderden laadpunten kunt beheren zonder een wirwar aan kabels te hoeven aanleggen.

Een EMS kan de belasting vervolgens op twee manieren beheren: statisch of dynamisch. Beide methodes zorgen ervoor dat de belasting slim verdeeld wordt om onbalans en overbelasting te voorkomen, maar er is een belangrijk verschil. Statisch beheer zet een vaste hoeveelheid kWh/ampere beschikbaar voor een groep laders, waarna de elektriciteit onderling wordt verdeeld. Dynamisch beheer is daarentegen veel flexibeler, omdat het systeem ook rekening houdt met ander verbruik op het netwerk (bijvoorbeeld van gebouwen) en het laadvermogen hierop aanpast. Voor deze dynamische aansturing bij een cloud-based EMS is wel een extra energiemeter nodig, die continu het verbruik van het lokale elektriciteitsnet meet.

Naast het beschermen van de lokale infrastructuur kan een EMS ook zorgen voor een betere laadervaring. Zo hebben bestuurders van EV’s verschillende behoeften waar een EMS rekening mee kan houden. Individuele laadpunten, gebruikers of gebruikersgroepen kun je daarom via een EMS prioriteren om de laadcapaciteit naar behoefte te verdelen. Denk bijvoorbeeld aan de prioritering van bepaalde voertuigen in een wagenpark die zo snel mogelijk weer op pad moeten.

Tot slot een vooruitblik. Elektrisch rijden is al duurzaam, maar het laden kan duurzamer. Zo laad je nu een auto ‘blind’ op met de beschikbare stroom, of dat nu grijs of groen is. Maar naar de toekomst toe wordt het ook mogelijk om laadprocessen actief te sturen op basis van gelijktijdigheid, zodat je voertuigen zoveel mogelijk oplaadt wanneer hernieuwbare energie daadwerkelijk wordt geproduceerd.

De overstap naar elektrisch rijden is onmisbaar voor de energietransitie, maar om de vaart erin te houden zijn slimme én betaalbare oplossingen onmisbaar. Een bredere inzet van energiebeheersystemen zorgt ervoor dat bestaande aansluitingen optimaal kunnen worden benut, het elektriciteitsnet niet nóg meer wordt belast en we op weg kunnen blijven naar duurzamere mobiliteit.