Sähköautojen lataamisen tekniset ratkaisut

Transkriptio

1 Sähköautojen lataamisen tekniset ratkaisut Sähköautojen lataus taloyhtiöissä Lahti Taneli Varis Motiva Oy

2 Sisällysluettelo Ladattavat autot Lataustekniikat Suunnittelun näkökulmia Yhteenveto 2

3 Ladattavat autot 3

4 Yksityisillä kiinteistöillä ladataan monenlaisia sähkökäyttöisiä liikennevälineitä Kevyet sähkökäyttöiset ajoneuvot (ladataan kotitalouspistorasiasta Ladattava hybridiauto (pistokehybridi, lataushybridi) Täyssähköauto (akkusähköauto, sähköauto) HUOM! Tavanomainen hybridi ei tarvitse verkkosähköä (latauspistettä) 4

5 Sähköautolla on Suomessakin melko pitkä historia, vaikka automäärät ovat olleet pieniä 5

6 Suomessa sähköautoiluun siirtyminen vähentää hiilidioksidipäästöjä Maa CO 2 -päästö * Huom! g/kwh g/km Suomi keskimäärin vuoden liukuva ka v EU-28 (2014) keskim. v 2014 Suomi klo 11 ** Norja klo 11 ** Ruotsi klo 11 ** Ranska klo 11 ** Iso-Britannia klo 11 ** Saksa klo 11 ** Puola klo 11 ** Viro klo 11 ** * Sähköauton kulutus 20 kwh/100 km ** oli pakkaspäivä ( C), kylmää myös Keski- ja Etelä-Euroopassa (lähde: 6

7 Globaalisti Kiina on ykkösenä ladattavien autojen myynnissä Myyntilukuja (koko maailma) Myynnin kehitys (koko maailma) Täyssähköautot: 66 % Ladattavat hybridit: 34 % Lähde: 7

8 Euroopassa Norja kärjessä Myyntiluvut maittain (Eurooppa) Myynnin kehitys (Eurooppa) Lähde: 8

9 Ladattavien autojen myynti kasvaa Ensirekisteröidyt ladattavat henkilöautot Täyssähköautot Lataushybridit Henkilöautojen ensirekisteröinnit v. 2018: kpl Ladattavia noin 5% 9

10 Sähköisten voimalinjojen suosio kasvanut luvulla Liikenteessä olevat ladattavat autot ja tavanomaiset hybridit täyssähköautot ladattavat hybridiautot muut hybridiautot (ei latausominaisuutta) 10

11 Suosituimmat täyssähköautomallit - liikennekäytössä Tesla Model S (655 kpl) hinta: , ,75 2. Nissan Leaf (407 kpl) hinta: , Tesla Model X (129 kpl) hinta: , ,55 4. Renault Zoe (63 kpl) hinta: , ,00 Lähde: Trafi 11

12 Suosituimmat ladattavat hybridit - liikennekäytössä Mitsubishi Outlander PHEV (600 kpl) hinta: , ,98 2. Mercedes-Benz GLC 350 e (529 kpl) hinta: , ,88 3. Volvo XC 90 Plug-In Hybrid (458 kpl) Hinta: , ,12 4. VW Passat GTE Plug-In Hybrid (436 kpl) Hinta: , ,26 Lähde: Trafi 12

13 Sähköautojen tarjonta kasvaa ja hinnat laskevat jo lähivuosina AUDI E-TRON QUATTRO WORKHORSE W-15 BMW X3 EV VW I.D. BUZZ E/F/J KIA NIRO JAQUAR I PACE MB E PHEV Fisker Emotion VOLVO FIRST PURE EV VOLVO XC40 PHEV HYUANDAI KONA VOLVO V60 PHEV MB EQ C MB EQ C CITROEN C5 AIRCROSS SKODA SUPERB PHEV Volvo EV 2 Peugeot 3008 PHEV FARADAY FUTURE FF91 NIO ES8 AUDI E-TRON SPORTBACK ASTON MARTIN RAPID E PORSCHE MISSION E LUCID MOTORS AIR MITSUBISHI EX FORD (CUV EV-malli) CONCEPT SF Motors SF 5 SKODA VISION E VW I.D. CROZZ Nissan Terra EV Skoda SUV EV MB EQ A Volvo EV 3 MB EQ S Fisker Emotion Affordable versionz TESLA MODEL Y Tesla Roadster C/D MB C PHEV Ford Focus EV Peugeot 508 PHEV Tesla Model 3 Madza EV Seat/Cupra EV BMW i1 VW (Compact car; ID Concept) A/B NISSAN LEAF MINI EV NISSAN LEAF 60 kwh SEAT emii Skoda Citigo EV Opel Corsa EV Lähde : Eera / Trafi Lähde: Teknologiateollisuus ry. 13

14 Tavoitteena oleva sähköauton tavoite vuonna 2030 on realistinen

15 Lataustekniikat 15

16 LATAUSPISTEET OVAT MONELLE UUSI ASIA Pikalataus Type 2 Kotilataus Mode 4 Mode 3 CCS Combo Älykäs lataus BENSIINI DIESEL Suko/Schuko CHAdeMO Type 1 1-vaihevirta Peruslataus Hidaslataus Mode 2 OCPP 3-vaihevirta 1,8 / 3,7 /../ 22 kw Etukeno, valtavirta vai jälkijuna? Oma vai alihankinta? Kaikki kerralla vai vaiheittain? 16

17 Kaikki kotitalouspistorasiat eivät sovellu edes tilapäiseen lataukseen käyttöönottotarkastus kannattaa teettää ensin! 17

18 Lämpötolppa ei aina sovellu lataukseen Pitkään sanottiin, että Suomessa olisi 1,5 miljoonaa valmista latauspistettä, mutta se ei enää pidä paikkaansa luvun sähköautobuumin aikaan latausasemina käytettiin usein lämpötolppia ajastin ohitettu Esimerkki luvulta, Kajaanin postin 230 V / 16 A latauspiste Nykyään lämpötolppaa (schuko-pistorasia) suositellaan lähinnä tilapäiseen lataukseen - sähköturvallisuus tarkistettava ensin! (kuvat: Vesa Peltola, 1998) 18

19 Turvallinen lataus kotitalouspistorasiasta 1. Teetä pistorasian käyttöönottotarkastus ennen latauskäytön aloittamista (kunto ja asennuksen soveltuvuus). Hinausauto on parempi vaihtoehto kuin latauksesta aiheutuva tulipalo(riski). Lämpötolpasta lataus on yleensä turvallista. 2. Älä käytä jatkojohtoja tai ajastimia 3. Älä jätä hidaslatauskaapelin ohjausyksikköä roikkumaan pistokkeen varaan. 4. Älä käytä pitkäaikaiseen lataukseen yli 8 ampeerin latausvirtaa. 5. Tarkista ½ - 1 tunnin latauksen jälkeen, ettei pistotulppa ole tulikuuma (8 A virralla kuumenemista ei saisi tapahtua) - syöttökaapeli voi silti kuumentua! 6. Keskeytä lataus irrottamalla kaapeli ensin autosta ja vasta sitten kotitalouspistorasiasta (ei tule kipinöintiä). 19

20 Vaihtoehtoja taloyhtiössä? 20

21 Asuinkiinteistöillä käytössä olevia lataustapoja Peruslataus (Type 2 eli ns. Mennekes ) Hidaslataus, tilapäinen lataus (Kotitalouspistorasia eli Schuko) PLUSSAT Hyvä latausteho (virta max. 32 A) Suunniteltu sähköautokäyttöön (pakollinen EU:n alueen julkisissa latauspisteissä lukien) Hyvät lataustehon (-virran) etähallintamahdollisuudet MIINUKSET Hinta /latauslaite + asennustyöt PLUSSAT Edullinen ja luvallinen yksityisillä kiinteistöillä Riittää ladattavien hybridien akun varaamiseen tai jos täyssähköautolla ajetaan vähän (esim. n. 50 km/d) MIINUKSET Pieni latausteho (suositus: virta max. 8 A) pitkä latausaika verrattuna peruslataukseen Dynaaminen latauksen hallinta ei ole mahdollista (esim. hinta, kuormitus) Standardissa tarkoitettu vain tilapäiseen lataukseen 21

22 Sähköautojen latauskytkentävaihtoehtoja yksityisillä kiinteistöillä (muut kuin pikalataus) Kytkentä latauspisteeseen: Kytkentä autoon: 1. Kiinteäkaapelinen kotilatausasema - Peruslataus - Autossa joko Type 1 tai Type 2 2. Rasiamallinen latauspiste (Type 2) - peruslataus 1 vaihe 1 vaihe; 3-vaihe 1 vaihe; 3-vaihe Type 1 pistoke (1-vaihe) Type 2 pistoke (1-vaihe, 3-vaihe) 3. Kotitalouspistorasia - Hidaslataus 1 vaihe Muu tapa (1-vaihe) Eräät vanhat sähköautot 22

23 Sähköautojen latausvaihtoehtoja yksityisillä kiinteistöillä eri tehoisia vaihtoehtoja Pikalataus (min 50 kw) ei yleensä tule kysymykseen asuinkiinteistöillä Lataustapa Kytkentä sähköverkkoon Latausvirta ja -teho Latauskaapelin kytkentätapa Virta A Teho kw Peruslataus (lataustapa 3, Mode 3),kotilatausasemat Hidaslataus (Lataustapa 2, Mode 2, tilapäinen lataus) Verkko: kiinteä latauskaapeli Auto: Type 1 -pistoke Verkko: kiinteä latauskaapeli Auto: Type 2 -pistoke Verkko: erillinen latauskaapeli rasiamallinen latausasema Auto: Type 1 tai Type 2 mallin ajoneuvopistoke ja -vastake Latauskaapeli pistorasiaan (kaapelissa latausvirtaa rajoittava ohjainyksikkö) - Autossa Type 1 tai Type 2 1 x 16 A 3,6 1 x 16 A 3 x 32 A 3, x 16 A 3,6 (Type 1) 1 x 16 A 3, x 32 A (Type 2) 1 x 6-10 A 1,3 2,3 max. 1 x 8 A (suositus) 1,8 Taneli Varis - Motiva Oy 23

24 Latausaikaesimerkkejä eri lataustavoilla km ajomatkan lataus (kulutus 20 kwh/100 km) yksivaihevirralla (valovirralla) noin 5,5 tuntia (virta 16 ampeeria) Type 2 -pistoke kolmivaihevirralla (voimavirralla) noin tunnin Type 2 -pistoke pikalatauksella noin puoli tuntia (latausteho 50 kw) Hidaslatauksella noin 11 tuntia (virta 8 ampeeria) lämpötolppa tai muu kotitalouspistorasia (schuko) 24

25 Suunnittelun näkökulmia 25

26 Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin (EBPD) muutos: - sähköautojen latausinfraa koskevat kohdat uudet ja laajasti korjattavat asuinrakennukset (yli 10 autopaikkaa) esikaapelointi (putkitus) yleiseksi vaatimukseksi uudet ja laajasti korjattavat ei-asuinrakennukset (yli 10 autopaikkaa) 1 latauspiste ja putkitus niin, että joka viidenteen autopaikkaan voidaan asentaa latauspiste Kaikissa ei-asuinrakennuksissa (yli 20 autopaikkaa) v mennessä oltava säädetty määrä latauspisteitä (määrä ja tyyppi jäsenvaltioiden päätettävissä) Kansallinen lainsäädäntö työn alla 26

27 Sähköauton lataus kuluttaa huomattavasti enemmän sähköä kuin moottorin esilämmitys Sähkön käyttökohde Ajosuorite sähköllä Sähkönkulutus Vuosikustannus * km/vuosi km/päivä kwh/kerta HUOM! Sähköpyörä , päivää vuodessa Täyssähköauto tai ,4 130 * Työpaikalla tai muualla tapahtuva lataushybridi ,8 260 lataus pudottaa (17,5 kwh/100 km) ,6 530 kotilataussähkön osuuden jopa puoleen Sähkönkulutus voi vaihdella koko vuoden suuresti automallin, ajotavan ,4 790 lataussähkön ja ajo-olosuhteiden mukaan. kustannuksesta. Moottorin esilämmitys (1 h) - - 0,4 9 Ei sisätilanlämmitystä kertaa vuodessa - - 1,7 46 Sisätilanlämmitys Sähkö: 15 snt/kwh 27

28 Huolellinen suunnittelu kannattaa 1 / 2 Taloyhtiöiden sähköjärjestelmät ovat iältään ja kunnoltaan kirjavia Sähköjärjestelmän kartoitus asiantuntevalla sähkönsuunnittelijalla Nyrkkisääntö: Yleensä 1-2 latauspistettä per 10 autopaikkaa (lämpötolppaa) pystyy tekemään ilman kapasiteettimuutoksia kiinteistön sähköjärjestelmään Verkkoyhtiöön kannattaa olla yhteydessä suunnittelua aloitettaessa Kiinteistön sähköliittymän riittävyys Mahdolliset vahvistukset alueen sähkönjakeluverkkoon (jakeluverkkoyhtiön vastuulla) Myös vierailijoille tarkoitettuihin latauspisteisiin kannattaa kiinnittää huomiota tarve käyttää piharasiaa lataukseen voi tulla yllättäen, vaikka asukkailla itsellään ei olisi ladattavia autoja käyttöönottotarkastuksen teettäminen varmistaa turvallisuuden Kannattaisiko teettää sähköjärjestelmän kartoituksen yhteydessä? 28

29 Huolellinen suunnittelu kannattaa 2 / 2 Muuta huomioon otettavaa Type 2 pistoke (ns. Mennekes) mahdollistaa rii ävän lataustehon (3,7 22 kw) ja älykkään lataustehon hallinnan Kotitalouspistorasiasta lataaminen on hidasta, mutta teho riittää ladattaville hybrideille, usein myös täyssähköautoille älykkyys vähäistä Sähköturvallisuus ja pistorasia-asennuksen soveltuvuus on varmistettava Sähkön veloitus käytön mukaan suositeltavaa (kwh-mittaus) Aurinkosähkö? Helpoin tapa lähteä liikkeelle on tehdä muutama latauspiste niin, että kiinteistön sähköjärjestelmään ei tarvita muutoksia Osakkaiden yhdenvertainen kohtelu otettava huomioon Sähköturvallisuus! Markkinoilla on myös palveluntarjoajia, jotka huolehtivat kokonaispalveluna latauspisteiden toteutuksen ja hallinnoinnin Asennus, ylläpito, sähkönkulutuksen mittaus, laskutus ym. 29

30 Palveluntarjoajilta saatavilla taustakartoituksia, latausasemia ja niiden taustajärjestelmiä ym. Lähde: GASELLI-projekti, väliraportti 1 (VTT, Motiva) 30

31 Dynaaminen kuormanhallinta Maksimikuorma 100 A, 3-vaihe 1. Kaikille vähän Ei lataustehon porrastettua säätöä ylöspäin ja alaspäin 16A 2. Kaikille maksimi käytettävissä oleva latausteho Lataustehoa voidaan säätää portaattomasti ylöspäin ja alaspäin lataustapahtuman aikana lataavien autojen määrästä riippuen Lähde: Teknologiateollisuus ry 32A 31

32 SESKOn sähköautojen lataussuositus ( ) - ohjeita suunnitteluun 1 (2) Selvitetään syöttävän sähköjärjestelmän nykyinen kuormitus, ja se voidaanko järjestelmään liittää uutta kulutusta vai onko sähköliittymää muutettava liittymisjohdon koko ja kunto, pääsulakkeiden koko, keskuksen kunto ja mitoitusvirta, keskuksessa olevat tilat uusille lähdöille yms. Selvitetään syöttävän sähköjärjestelmän kunto esimerkiksi mittauksin suositellaan keskusten lämpökuvaamista Suunnittelussa valitaan käyttöön ja ympäristöön soveltuvat latauspisteet, niiden lukumäärä, sijoittelu jne. Latauspisteet sijoitetaan sopiviin paikkoihin siten, että sähköajoneuvo voidaan liittää niihin normaalin mittaisella latausjohdolla. 32

33 SESKOn sähköautojen lataussuositus ( ) - ohjeita suunnitteluun 2 (2) Latausjärjestelmän asennusten kaapeloinnissa on otettava huomioon tietoliikennekaapeloinnin ja muun kaapeloinnin häiriönsuojaus Syöttöjen suunnittelussa on varauduttava kuormituksen ohjaukseen, mittauksen järjestämiseen ja etähallintaan. Turvallisuussyistä voi olla tarpeen liittyä myös muihin kiinteistöautomaatio- tai turvajärjestelmiin kuten paloilmoitinjärjestelmään, jolloin voidaan esimerkiksi keskeyttää lataus paloilmaisimen ohjaamana. Sähkön syöttömahdollisuus ajoneuvosta sähköverkkoon on otettava huomioon tarvittaessa Suuremmissa järjestelmissä voidaan käyttää energiavarastoja huippukuormien leikkaamiseen 33

34 Vaihtoehtoja tarjolla - kannattaa selvittää - esimerkkinä sähkönsyöttö latauspisteisiin Erilliset syöttökaapelit - Parkkipaikat (etäällä rakennuksesta) - Autokatokset - Autohallit Lattakaapeliratkaisu - Rakennuksen sisällä tai vieressä olevat latauspisteet - autokatokset - autohallit Lähde: Wago Finland Oy 34

35 Miten suunnittelu kannattaa käynnistää taloyhtiöissä? 1. Keskustelun käynnistäminen Päätös, lähdetäänkö selvittämään nykytilaa 2. Selvitys osakkaiden/asukkaiden suunnitelmista hankkia ladattavia autoja Milloin ja minkälaisia ladattavia autoja on tulossa asukkaille (esim. 3-5 v. aikajänne) 3. Sähköjärjestelmän kartoitus Sähköjärjestelmän kunto? Miten monta latauspistettä nykyinen sähköjärjestelmä sallii? 4. Päätös jatkotoimista + eteneminen Markkinakartoitus, suunnittelu, tarjouspyyntökierros toteutus 35

36 Julkista tukea tarjolla latauspisteitä ja niiden infrastruktuuria varten 1. ARAn tuki asuinkiinteistöjen latausinfraan Asuinrakennuksen omistavat yhteisöt (esim. taloyhtiöt, vuokrataloyhteisöt) Tuen myöntää ARA, haku ARAn verkkoasioinnin kautta: o Haku jatkuvaa 2. Jakeluinfrastruktuurituki (sähkö, kaasu) Kaasu- ja sähköautojen julkinen lataus/-tankkaus-infrastruktuuri Suunnattu yrityksille, kunnille ja muille yhteisöille o Ei esim. latauspisteiden rakentamiseen asuinrakennuksille ( ARAn tuki) Tuen myöntää Energiavirasto Lisätietoa 3. Yritysten julkiset latauspisteet Energiainvestointituki yrityksille, jotka asentavat julkisia latauspisteitä julkiselle tai yksityiselle alueelle Lisätietoa: 36

37 Lisätietoa Motivan verkkosivuilta Kiinteistöjen latauspisteet kuntoon opas Päivitetty versio (sähköjärjestelmän kapasiteetin nostosta päättäminen vain latauspisteiden vuoksi) Sähköauton ostajan ABC opas ( ) Sähköautojen julkiset latauspisteet. Selvitys ja suosituksia. (Kuntaliitto 2015) saatavissa sähköisenä julkaisuna maksutta Kuntaliitosta verkkokaupasta ( Sähkölaitteistojen turvallisuutta ja sähkötyöturvallisuutta koskevat standardit: Sähköajoneuvojen syöttö (standardit SFS ja SFS ) myydään SFS-verkkokaupassa. Sähköajoneuvojen lataaminen kiinteistöjen sähköverkoissa (SESKO 2018) saatavissa maksutta SESKO ry:n verkkopalvelusta päivitetty (sisältää myös lähdeluettelon sähkötekn. määräyksistä) Kiinteistöliitto (mm. juridista neuvontaa) 37 Verohallinnon verkkopalvelu ( lataussähkön verokohtelu

38 Lisätietoa Motivan verkkopalvelusta ja Hyvät esimerkit: 38

39 Yhteenveto Autojen tarjonta kasvaa ja hinnat halpenevat määrät kasvavat nopeasti Ensimmäiset ladattavat autot jo parkkipaikoilla keskustelu latauspisteistä kannattaa aloittaa yhteinen näkemys Lataustekniikkaa tarjolla, pullonkaula syntymässä päätöksentekoon nykytilan selvittäminen hyvä ensiaskel (sähköjärjestelmä, asukkaiden autonhankintasuunnitelmat) Asunnon haluttavuus voi kasvaa, jos taloyhtiöllä latauspisteitä tai valmius toteuttaa niitä helposti lisää vähintään (esi)kaapelointi Latauspisteiden rakentaminen on varautumista tulevaisuuteen muutamalla latauspisteellä pääsee helposti alkuun skaalautuvuus huomioon suunnittelussa 39

40 Kiitos! Asiantuntija Taneli Varis twitter.com/varistaneli motiva.fi 40