Bij een bedrijfsinstallatie van meerdere laadpunten wordt de stroomaansluiting optimaal benut dankzij faserotatie. De laadpaalfabrikant Zaptec biedt zelfs automatische faserotatie. Dat klinkt als de betere optie. Hoe zit dat en wat is faserotatie eigenlijk?
Inhoudsopgave
Faserotatie kort samengevat
Faserotatie is een begrip waar iedereen in de wereld van laadpalen wel raad mee weet, de gemiddelde persoon die auto’s wil opladen heeft geen idee wat het is. We leggen graag uit wat fases zijn en wat hieraan te roteren valt. Het gaat om een handigheidje dat specifiek is bedoeld voor installatie van meerdere laadpunten op één locatie.
De samenvatting is dat dankzij faserotatie het stroomverbruik beter over de meterkast wordt verdeeld. Dat leidt tot kortere oplaadtijden en maakt het soms mogelijk om laadpunten op een hoger vermogen in te stellen. Uiteraard zonder kans op overbelasting. Dit is gunstig voor elektrische auto’s in alle soorten en maten, volledig elektrische auto’s en plugin hybrides.
Het stroomnet en de groepenkast
Een fase is een stroomkabel van de netbeheerder. Er kan sprake zijn van een één-fase-aansluiting, maar ook van een driefase-aansluiting. De netbeheerder is verantwoordelijk voor deze stroomaansluitingen, het is de netbeheerder die gaat over het publieke stroomnet. De grootste netbeheerders zijn Enexis, Liander en Stedin, met elk een eigen regio. Stuk voor stuk zorgen deze bedrijven voor het onderhoud aan het net en zijn ze bezig met uitbreiding, om het constant stijgende stroomverbruik zo goed en zo kwaad als dat gaat op te vangen. Het stroomnet loopt tot aan een bedrijfspand of woning, dus niet alleen door openbare grond. De hoofdaansluiting en de (slimme) energiemeter zijn eigendom van de netbeheerder.
Direct daarboven zit de groepenkast, ook wel meterkast genoemd. Die groepenkast zorgt voor een veilige verdeling van de elektriciteit over het bedrijf of de woning. Uiteraard gebeurt dat niet lukraak. Installateurs van laadpalen en elektrotechnische bedrijven volgen dezelfde regels, die zijn opgenomen in NEN1010. NEN is het Nederlands Normalisatie-Insituut en NEN1010 gaat specifiek over laagspanningsinstallaties.
Een groepenkast die voldoet aan NEN1010 is veilig in dagelijks omstandigheden, maar werkt vooral ook goed als een apparaat gebrekkig functioneert. De stroom van een bepaalde groep wordt vanzelf onderbroken als dat nodig is. Een groepenkast kan aangesloten zijn op één fase, maar ook op drie fases. Bedrijven hebben eigenlijk altijd een driefase-aansluiting, een deel van de woningen heeft een één-fase-aansluiting. Het verschil is dat één stroomkabel van de netbeheerder is aangesloten op de groepenkast, of dat drie stroomdraden zorgen voor voeding van de groepenkast.
De capaciteit neemt toe in geval van drie fases. Het is de netbeheerder die zorgt voor een bepaalde stroomsterkte, afhankelijk van de behoeftes en hoe het is gesteld met de beschikbare ruimte op het net. De stroomstrekte wordt uitgedrukt in ampère. Bij woningen is dit vaak 3x25A, bij bedrijven komt 3x63A regelmatig voor, maar meer of minder is ook zeer goed mogelijk. De drie staat voor het aantal fases. Een aansluiting op één fase kan bijvoorbeeld 1x40A zijn.
Het is mogelijk om ampères om te rekenen naar watt. Daarvoor wordt het aantal ampère vermenigvuldigd met het voltage. De spanning is standaard 230 volt. In geval van 3x63A is de totale capaciteit 43.470 watt (dat is (3×230)x230), ofwel 43,5 kilowatt.
De drie fases in de groepenkast
Het is de bedoeling om de stroom die de verschillende fases kunnen leveren gelijkmatig te verdelen over de groepenkast. Zo is het verbruik per fase gelijk en is het niet zo dat één fase volop wordt belast, terwijl de andere twee nauwelijks gebruikt worden. De drie fases worden aangeduid met L1, L2 en L3, hierbij horen de draadkleuren bruin, zwart en grijs.
De meeste apparaten werken op één fase en hebben een vrij laag stroomverbruik. Er zijn ook grotere verbruikers die op drie fasen werken, onder andere laadpunten voor elektrische auto’s. Dergelijke apparaten hebben doorgaans een eigen afzekering. Bij een laadpunt is dat een aardlekautomaat of een installatieautomaat.
Het verschil tussen één fase en drie fases is voor de eindgebruiker eigenlijk onmerkbaar. Drie fases betekent eigenlijk altijd dat de capaciteit hoger is en dat geeft een mogelijkheid om meer stroom te verbruiken zonder kans op overbelasting.
Bij elektrische auto’s is het vrij gebruikelijk om op te laden op drie fases. Een logisch gevolg is dat praktisch alle laadpunten ook op drie fasen werken. Het maakt hierin geen verschil of het gaat om opladen thuis, opladen op kantoor of opladen onderweg.
Voordelen van faserotatie
Een laadpunt werkt dus vaak op drie fasen, maar het is niet zo dat écht alle auto’s het volledige vermogen kunnen gebruiken. Vooral wat oudere elektrische auto’s laden op één fase op, net als plugin hybrides.
Opladen op één fase betekent dat fase één van de groepenkast veel zwaarder wordt belast dan de rest. Dat is een probleem als op één locatie veel laadpunten zijn te vinden. Vanwege het scheefverbruik is het noodzakelijk om de laadpunten (fors) minder vermogen te laten leveren, of een vorm van balancering toe te passen.
Gelukkig bestaat een eenvoudigere oplossing, namelijk faserotatie. Het omwisselen van de fases. In plaats van L1, L2, L3 als vaste aansluitvolgorde, wordt hierin variatie toegepast en kan het bijvoorbeeld ook L3, L2, L1 of L2, L1, L3 zijn. Fase één wordt dan in werkelijkheid aangesloten op fase drie of fase twee. De stroomvraag is dan een stuk gelijkmatiger verdeeld. Vooral als veel auto’s zijn aangesloten die opladen op één fase.
Tijdens het installatiewerk wordt altijd de manier van aansluiten genoteerd. Dat is praktisch voor alle personen die op een later moment aan dezelfde kast werken, zij kunnen eenvoudig de installatiewijze achterhalen.
Faserotatie zorgt voor een betere benutting van de beschikbare capaciteit. Wel is vooraf onduidelijk welke fases het meeste belast zullen worden, omdat niet valt in te schatten waar de auto’s die opladen op één fase komen te staan en welke aansluitwijze van de laadpaal hierbij hoort.
Zaptec en automatische faserotatie
De Noorse laadpalenproducent Zaptec biedt automatische faserotatie op de Zaptec Pro. Worden meerdere laadpalen geplaatst op één locatie, dan is er communicatie tussen de laadpalen. Alle merken zorgen voor een optimale verdeling van het beschikbare vermogen. Zaptec is een stap verder door te zorgen voor automatische faserotatie.
Hierdoor is een fysieke aanpassing van de aansluiting niet nodig, terwijl de laadpunten alsnog overweg kunnen met een andere dan de gebruikelijke fasevolgorde. De laadpunten zoeken de minst belaste fases op en leveren daardoor altijd het hoogst mogelijke vermogen.
Alles werkt zonder er omkijken naar te hebben en uiteraard is het volkomen veilig. Gebruikers van de laadpalen profiteren altijd van de hoogste laadsnelheden.
Uitgebreide instellingen, om alles uit het opladen te halen
Zoals gebruikelijk wordt een maximaal vermogen ingesteld voor alle laders tezamen. Dit voorkomt overbelasting. Toch zijn er situaties denkbaar waarin dit alleen onvoldoende is, bijvoorbeeld als de netaansluiting niet overbemeten is en verzwaren er niet in zit.
Dan is er de mogelijkheid om te kiezen voor dynamic load balancing, of Zaptec Sense zoals het bij deze fabrikant heet. Het totale stroomverbruik ter plekke wordt doorlopend niet weten, waardoor nooit meer verbruikt kan worden dan de hoofdaansluiting toelaat.
De Zaptec Pro is op verschillende manieren instelbaar. Er kan worden gekozen om één laadpaal of een aantal laadpalen altijd op een hoog vermogen te laten opladen, of juist zoveel mogelijk laadpalen tegelijkertijd te kunnen gebruiken. In het laatste geval kan de laadsnelheid wat afnemen, maar dat maakt bij bedrijven waar auto’s hele werkdagen geparkeerd staan niet enorm veel uit.
Laadpalen van Zaptec zijn zelfs zo slim dat ze automatisch overschakelen naar één fase. Niet omdat de auto’s die staan te laden niet meer dan één fase aankunnen, wel om de capaciteit optimaal te benutten. Ook dit gebeurt allemaal zonder dat degene die komt opladen er erg in heeft.
Iedere backoffice mogelijk
Een voordeel is dat de laadpalen van Zaptec met iedere backoffice zijn te combineren. Dat geeft de gelegenheid om zelf een geschikte partij uit te zoeken, of te kiezen voor een backoffice die al binnen de organisatie wordt gebruikt.
Daarbovenop komt nog eens dat de laadpalen in alle gevallen ook door Zaptec zelf zijn uit te lezen. Om makkelijk op afstand een diagnose te stellen en in veel gevallen een probleem onmiddellijk te verhelpen.
Conclusie
De laadpalen van Zaptec zijn slim. Dat gaat verder dan gebruikelijke zaken als onderlinge communicatie tussen laadpunten en verbinding met een backoffice. Het onderscheid zit bij Zaptec in automatische faserotatie en slimmigheden waardoor de laders zelf zoeken naar extra capaciteit. Daardoor kan het zomaar zijn dat het niet nodig is om grote aanpassingen aan de groepenkast te doen.
