Ladestelle für E-Auto in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage

Transkript

1 Ladestelle für E-Auto in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage Festlegen einer Reserveleistung für die Hausinstallation E-Auto einfach anschalten und automatisch auch über mehrere Tage nur bei Sonne laden Schnellladen mit oder ohne Sonne mit 7,4 oder 22,1 KW Die Ladestelle besteht aus einem Fi Schutzschalter (Typ Doepke FI-Schalter DFS /0,03-A EV), einem Sicherungsautomaten 3 x 32 A im Verteilerkasten (KG) und einer Zuleitung 5x6² vom Verteilerkasten zur Wallbox in der Garage. Weiter zu einem Verteilerkasten mit 2-pol Sicherungsautomaten 2 x 40 A, einem Drehstromzähler sowie einem Anschlusskabel mit Stecker vom Typ 2. Der 2-pol Sicherungsautomat dient zur Umschaltung zwischen einpoliger oder dreipoliger Ladung. Die Wallbox besteht aus einem Schütz 4 x 40 A, zwei Klingeltransformatoren für die Betriebsspannung und die Versorgungsspannung der Anzeigeinstrumente, einer Schaltung zur Laderegelung (Simple EVSE WB) und einer Schaltung zur Anpassung der Ladeleistung in Verbindung mit der Photovoltaikanlage. Die Ladeleistung kann wahlweise im Bereich von 0 22 kw von Hand eingestellt, oder automatisch je nach aktuell vorhandener Photovoltaikleistung geregelt werden. Parallel zur Stromleitung wurde auch ein Netzwerkanschluss (Internet) mitverlegt. Damit kann später eine Laderegelung in Verbindung mit einem Smartzähler im Verteilerkasten realisiert werden. Ein weiteres Leerrohr zum Keller dient möglicher zukünftiger Erweiterungen. Zählerschrank in der Waschküche mit Fi Schutzschalter und Sicherungsautomaten.

2 Leitungsführung durch die Waschküche zum Raum des Solar Schichtspeichers. Von dort durch die Außenwand unter das Hofpflaster.

3 Kabelführung unter dem Hofpflaster in drei Leerrohre (Stromleitung 5x6mm², Netzwerkleitung, Leerrohr für zukünftige Erweiterungen) in die Garage. Montagewand in der Garage.

4 Wand in der Garage mit fertig installierter Ladetechnik Wand in der Garage mit Drehstromzähler, zweipoligem Sicherungsautomaten zur Umschaltung ein- / dreiphasige Ladung und Anschlusskabel vom Typ 2 mit E-Auto

5 Wallbox mit Anzeige Ladeleistung soll und ist. Einstellregler für 0 maximal und Automatik. Sicherungsschalter für Ein / Aus. Trafo Betriebsspannung, Spannung für Anzeigeinstrumente, Leistungsschütz für Ladung ein.

6 Verdrahtete Schaltung der Ladereglung mit der Baugruppe Simple EVSE WB der Firma Elektrofahrzeug-Umbau.de und dem Sicherungsautomaten (Ein-/ Ausschalter) Starkstromseite mit Klingel Trafo, Leistungsschütz und Stromverteiler Klemmblock. An L1 L3 sind die Messwandler für die Ladeleistung angebracht.

7 Mit Hilfe des 2-poligen Sicherungsschalters kann zwischen 1 und 3 phasiger Ladung umgeschaltet werden.

8 Übersichtsschaltplan Der allstromselektive Fi Schutzschalter und die Leitungssicherung 3 x 32 A befindet sich im Elektroverteilerkasten im KG.

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10 Tabelle mit einer Hausreserve von 0,5 kw

11 Beschreibung der Schaltung zum Laden eines E-Autos mit Hilfe einer Photovoltaikanlage Die hier beschriebene Photovoltaikanlage hat eine Leistung von 15 kwp. Die maximale Leistung an der Niederführung beträgt 14 kw. Geeignet sind auch kleinere Photovoltaikanlagen. Bei dem vorhandenen E-Auto handelt es sich um einen Renault ZOE. Die Leistung der Batterie beträgt 41 kwh. Die maximale Ladeleistung beträgt 7,4 kw (einphasig) oder 22 kw (dreiphasig). Der Mindestladestrom beträgt laut Auskunft von Renault 4,8 A. Praktisch wurde ein Wert von 3,9 A = 0,9 kw für Ladung ein und 3 A = 0,7 kw für Ladung aus ermittelt. Damit das Laden der Batterie bereits bei schwacher Leistung der Photovoltaikanlage begonnen werden kann, wird eine einphasige Ladung verwendet. Ladebeginn einphasig = 3,9 A x 230 V =0,9 kw Hysterese (0,4 kw) = 0,5 kw Ladebeginn dreiphasig = 3,9 A x 230 V = 2,7 kw Hysterese (0,4 kw) = 1,5 kw Es wird eine Reserve für die Hausinstallation von 0,5 kw belassen. Der Wert kann beliebig gewählt werden (Berechnung siehe Excel Liste). Der entsprechende Wert an MP1 wird mithilfe des Potis P1 eingestellt. Um ein Aus- / Einschalten der Ladung bei z.b. schnell wechselnder Bewölkung zu vermeiden und eine Störungsmeldung beim zu ladenden E-Auto zu verhindern, besitzt die Ladeschaltung eine Hysterese. Diese erhöht die Ladeleistung beim Unterschreiten der Mindestladeleistung während einer begonnenen Ladung. Dabei wird auf eine Hausreserve verzichtet. Die Hysterese wirkt auch bereits beim Ladebeginn. Eingestellte Werte einphasig: Hausreserve = 0,5 kw (U P3 = 0,34 V) Ladebeginn: > 0,5 kw Ladeende: < 0,3 kw Hysterese: = 0,4 kw Hysterese ein: < 0,9 kw Hysterese aus: > 1,6 kw

12 Automatische Ladung Steht das Potentiometer L1 (Poti 5 k mit 2 x Um) auf Automatik (Linksanschlag), wird die Ladeleistung entsprechend der aktuellen Leistung der Photovoltaikanlage mit Hilfe der Baugruppe Simple EVSE WB über das PWM Signal zum E-Auto geregelt. Die eingestellte Reserve für die Hausinstallation wird dabei berücksichtigt. Einphasige Anschaltung Das Laden beginnt ab einer Leistung der Photovoltaikanlage von >0,5 kw Die maximale Ladeleistung beträgt 7,4 kw Die Ladung wird vollautomatisch geregelt Das E-Auto kann auch über mehrere Tage angeschlossen bleiben Die Ladung wird unterbrochen, wenn die Photovoltaikleistung unter 0,3 kw sinkt Ist die Batterie geladen, unterbricht das E-Auto automatisch die Ladung Dreiphasige Anschaltung Das Laden kann erst bei einer Leistung der Photovoltaikanlage von 1,5 kw begonnen werden Die maximale Ladeleistung beträgt Photovoltaikleistung - Hausreserve, maximal 22 kw Die Ladung wird vollautomatisch geregelt Das E-Auto kann auch über mehrere Tage angeschlossen bleiben Die Ladung wird unterbrochen, wenn die Photovoltaikleistung unter 0,9 kw sinkt Ist die Batterie geladen, unterbricht das E-Auto automatisch die Ladung Schnellladung Wird eine Schnellladung benötigt, kann von einer einphasigen auf eine dreiphasige Ladung mit einem zweipoligen Sicherungsautomaten von Hand umgeschaltet werden. Eine bereits angeschaltete Ladung trennen Potentiometer L1 auf Rechtsanschlag drehen (maximale Ladeleistung). Die Anzeige Ladeleistung soll, zeigt bei sonst einphasiger Ladung nicht 22,2 KW, sondern 7,4 KW an zweipoliger Sicherungsschalter beim Drehstromzähler auf ein Ladestecker mit dem Fahrzeug verbinden Ist die Batterie geladen, unterbricht das E-Auto automatisch die Ladung Alle Angaben ohne Gewähr, Friedrich Hindelang, Stand