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Beteiligte Autoren:
Ralf Wagner, Emil, R.M, Joe-Hotzi, Bee, Berlingo-98

Ladestationen ab 11 kW werden genehmigungspflichtig VDE-AR-N 4100

Startbeitrag von Ralf Wagner am 28.04.2017 14:56

Heute wurde der Entwurf zur VDE-AR-N 4100 Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung) veröffentlicht.

Neben vielen Festlegungen zu Hausanschlüssen und Zählerplätzen, sind dort Festlegungen für Ladestationen definiert.

4.1 Anmeldung elektrischer Anlagen und Geräte

... bedarf der Anschluss folgender Anlagen und elektrischer
Verbrauchsmittel der vorherigen Beurteilung und Zustimmung des Netzbetreibers:
— neue Kundenanlagen;
— zu erweiternde Anlagen, wenn die im Netzanschlussvertrag vereinbarte gleichzeitig benötigte Leistung überschritten wird;
- vorübergehend angeschlossene Anlagen, z. B. Baustellen und Schaustellerbetriebe;
- Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge mit Bemessungsleistungen größer 12 kVA;
- Stationäre elektrische Speicher;


5.5.1 Symmetrischer Anschluss

Elektrische Verbrauchsmittel, Erzeugungsanlagen, Speicher und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge mit einer Bemessungsleistung von jeweils > 4,6 kVA/230 V sind dreiphasig, im Drehstromsystem
anzuschließen;


> Die Formulierung ist mißverständlich. Man könnte es so lesen, daß über 4,6 kVA ein Drehstromlader notwendig ist. Tesla, BMW lädt dreiphasig, i.O., VW zweiphasig - passt nicht, Hyundai und Opel einphasig, passt auch nicht. Lesen könnte man das auch so, dass die Leistung pro Phase nicht 20A überschreiten kann, dann wären ein, zwei und dreiphasige Ladegeräte mit 16 oder 20 A i.O..

Elektrische Verbrauchsmittel, Erzeugungsanlagen, Speicher und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge mit einer Bemessungsleistung kleiner gleich 4,6 kVA dürfen einphasig angeschlossen werden;

Passt für Pluginhybride, einen Opel Ampera E jedoch mit 4,6 kVA zu laden dauert rund 12 Stunden.

Erzeugungsanlagen, Speicher und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge dürfen bis zu maximal 3 x kleiner gleich 4,6 kVA, verteilt auf die Außenleiter angeschlossen werden.

Diese Begrenzung war mir auch neu, das würde eine Begrenzung der Ladeleistung auf 3 x 4,6 = 13,8 kVA bedeuten. Mein Tesla zieht 32A dreiphasig, begrenzbar wäre er natürlich, verlängert die Ladezeit. Aus Punkt 4.6 leitet sich ab dass Ladeleistungen größer 12 kVA angemeldet werden müssen. Die hohen Ladeleistungen sind möglich aber müssen genehmigt werden. Eine Ladestation mit 3 x 16A 11 kW ist damit noch frei und reicht für die meisten Fälle aus.

> Schieflastgrenze bleibt bei 4,6 kVA, d.h. 20A. In Diskussion war eine Absenkung der Schieflastgrenze auf 16A


Der Entwurf wurde veröffentlicht zur Kommentierung und ist hier abrufbar:

https://www.vde.com/de/fnn/themen/tar/t ... ar-n-4100#

Direktlink https://www.vde.com/resource/blob/16148 ... 0-data.pdf


Wenn die Elektromobilität ins Rollen kommt, ist es für die Netzbetreiber wichtig informationen über ihr Netz zu bekommen.

Wichtig wäre nach wie vor ein Anreiz zum netzdienlichen Laden von Elektrofahrzeugen. Dynamisierte Strompreise wären eine einfache Variante dafür.

rw
P.S.: Funktionierende Links zu der VDE Seite und der pdf-Datei eingebaut. Gruss, Roland

Antworten:

Hallo Ralf,
klingt ganz vernünftig, was der VDE da vorschlägt.

Eine Begrenzung auf max. 20 A Schieflast ist gut, ich nahm an, dass es diese Begrenzung schon immer gab und wunderte mich lange, dass man dies einphasige Laden mit 32A überhaupt toleriert hatte.

Mit Blick auf diese VDE Empfehlungen könnte ich mir eine moderne Typ2 Ladesäule mit drei Typ2 Anschlüssen und Lastmanagement vorstellen, z.B. bei 22kW Gesamtleistung. Drei deshalb, weil das ganz gut mittig zu drei Parkplätzen passt. Da gehts noch mit üblichen Ladekabellängen.

Also Ausgänge per Lastmangement und natürlich Phasen jeweils vertauscht:

Alle drei können 32A einphasig ausgeben. Z.B. 3x i3 oder 3x Leaf können geladen werden. Zusammen 22 kW.

Zweimal dreiphasig 16A, also 2mal 11 kW. Zusammen 22 kW, die dritte Dose in Wartestellung mit automatischer Zuschaltung über Lastmanagement.

Und natürlich dreimal einphasig 16A, macht zusammen 11 kW. Für die E-Autos, die immer noch nicht mehr können, also alle die mit einphasigen 16A Ladegeräten. z.B. auch Twizy, Drillinge, viele VWs und so weiter. Direkt Typ2 ohne Schuko und ICCB.

Solche Ladesäulen habe ich bisher im Markt und auf den Messen noch nicht gesehen.

Bei sowas bekommen dann alle 3 Autos Strom nach ihren Ladegeräte-Möglichkeiten. Na ja, manchmal etwas weniger, z.B. wenn ein Tesla oder ein ZOE 22kW haben will und nur noch 11 bekommt. Und das Lastmanagement sollte funktionieren und so klare Anzeigen geben, dass auch ein DAU* begreift, was da geladen wird und wie lange er warten muss.

Gruss, Roland
* (DAU = dümmster anzunehmender User)
Kennst Du Firma Spiess? Habe sie auf der Hannover Messe mit Ladesäulen mit integriertem Lastmanagement gesehen.

von Berlingo-98 - am 29.04.2017 09:31
Hallo Roland,

Doppelladesäulen mit integriertem Lastmanagement gibt es mehrere. In der Firma habe ich ICU EVE installiert.
[www.icu-charging-stations.de]
Die Stationen werden auch von New Motion vertrieben oder vom Mobility House.

von Ralf Wagner - am 29.04.2017 20:58
Zitat
Berlingo-98
Solche Ladesäulen habe ich bisher im Markt und auf den Messen noch nicht gesehen.

Bei sowas bekommen dann alle 3 Autos Strom nach ihren Ladegeräte-Möglichkeiten.


Das wäre eine sehr gute Lösung! Leider dürfte diese optimale Lösung doch deutlich über den Horizont des durchschnittlichen Ladesäulenhersteller-Managements liegen und auch die uninformierten kommunalen Besteller werden nach wie vor die üblichen, primär anschlussleistungsverschleißenden (nur ein einziges bestellbares Fahrzeugmodell kann es noch ausnutzen) 2x22 kW AC-Ladesäulen für ihre Destination-Standorte anfordern, wo es doch eigentlich schlicht mehr Ladepunkte ohne widersinnige Ladezeitbregrenzung (z.B. nur 2h an P&R-Parkplatz oder Zoo) geben müsste.

von Bee - am 01.05.2017 08:18
Hallo

Wie wäre es denn mit einem Frequenzumrichter wo man die Phasenüberwachung abschalten kann.

Damit könnte man auch an 11 kw Säulen 1 phasig mit 7,2 kw ohne Schieflast laden.

Dazu wäre es auch noch möglich die Spannung am oberen limit zu halten

Gruß

Roman

von R.M - am 01.05.2017 08:46
Irgendwie finde ich die Art und Weise wie heute mehrheitlich Ladesäulen aufgebaut werden eine maßlose Geldverschwendung.

Wie viel kostet heute so eine öffentlich Ladesäule mit Typ2 bis 22 kW? 5000/10000/15000 Euro?

Wie sollen die Kosten über irgendwelche Ladegebühren jeweils wieder hereinkommen?

Schon die Abrechnung kostet wohl mehr als über die Stromkosten eingenommen werden kann.

Da wird sehr viel Fördergeld verschwendet. Mit den verfügbaren Geldern würde viel mehr dadurch erreicht dass man das Aufstellen von Ladestationen im halb öffentlichen Bereich wie Parkhäusern, Tiefgaragen, usw. fördert. Da braucht man dann keine überteuerten Hightech-Ladesäulen installieren, sondern kann mit dem gleichen Geld ein Vielfaches an einfachen Ladestationen installieren. Jeder Gewerbebetrieb mit eigenen Parkplätzen kann einfache Ladestationen für wenig Geld installieren. Ob er den Stromverbrauch abrechnet, oder dieser in den Parkgebühren oder in den verkauften Produkten einkalkuliert wird, bleibt ihm überlassen.

Selbst die billigen Wall Charger von Tesla können Lastmanagement. Man kann bis zu 5 Stück miteinander verbinden und an einem 22 kW Anschluss betreiben, und das für weniger als 500 € netto. Tesla verfolgt hier die richtige Strategie mit dem Ausbau des Destination Charging. Es werden Ladestationen zum Teil an Gewerbebetriebe verschenkt und ein Anreiz geschaffen dass diese Betriebe auch zusätzlich Geld investieren.

Nicht der Push durch viel Geld vom Staat ist die Lösung, denn da wird nur Geld abgegriffen und Ladestationen an Orten gebaut wo man sie gar nicht braucht. Der Pull durch die Betreiber ist die Lösung. Er rechnet sich wirtschaftliche Vorteile durch den Bau der Ladestationen aus und verzichtet dann eventuell sogar auf die direkte Abrechnung der Stromkosten.

von Emil - am 01.05.2017 09:03
Hallo

Was verstehst du unter Lastmanagement, nur phasenweise oder über alle Phasen, ich stell mir das so vor erst wird alles gleichgerichtet und dann wieder mit Umrichtern Wechselstrom erzeugt so wie er gebraucht wird.

Also zentraler Gleichrichter und dann in den Säulen Umrichter die den gewünschten Wechsel bzw. Drehstrom oder auch Gleichstrom erzeugen.

Was es im Moment gibt ist ja nur eine Phasenweise umschaltung, sonst wäre es ja möchlich mit 7,2kw und 3,6kw an einer 11kw säule gleichzeitig zu laden.


Gruß

Roman

von R.M - am 01.05.2017 15:22
Dein Vorschlag ist zwar denkbar, und im Sinne des Ausnutzungsgrades des Anschlusses die perfekte Lösung, aber auch am teuersten und sehr uneffizient.

Das einfachste Lastmanagent berücksichtigt jeweils nur den 3-phasigen Anschluss auch wenn nur eine Phase genutzt wird. Wenn also jemand nur 1 Phase nutzt dann wird die Belastung auf allen Phasen reserviert.

Möchte man auch 1-phasiges und 2-phasiges Laden opimieren dann braucht man eine Art Matrixschaltung mit der man diese Lader auf beliebige Phasen schalten kann.

Aber ich denke das ist heute überhaupt nicht nötig. Es würde reichen wenn man an Parkplätzen einfach 3,6 kW Ladestationen gleichmäßig auf alle Phasen eines Anschlusses verteilt. Natürlich wird es dann immer eine gewisse Schieflast geben, aber über alle Anschlüsse mittelt sich das aus.

von Emil - am 01.05.2017 16:18
Die Begrenzung der Schieflast auf 4,6kW ist m.E.n. in dieser Höhe nicht sinnvoll, sondern sinnlos. Anfangs habe ich geglaubt, dass es bspw. zur Mehrbelastung von Phase1 kommen könnte. Bis mir erklärt wurde, dass bspw. schon am Hausanschluss der Elektriker bestimmt, wie die Phasen verteilt sind - und das wird gewechselt. Was im Haus1 die erste Phase ist, kann im nächsten die zweite Phase sein - nur das Drehfeld muss stimmen. Die unsymmetrischen Belastungen heben sich also spätestens am nächsten größeren Ortstrafo auf.

Mit der 11kW-Regel kann man leben. Ich würde daheim eh nie eine "Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge" >11kW fest montieren, sondern eine problemlos zulässige 22kW-CEE-Anschlussdose. Dazu eine dreiphasige mobile Wallbox /ICCB ...

Es wird viel zu wenig auf die unterschiedlichen Anforderungen /Standorte eingegangen. Die Massenausrüstung für Laternenparker kann mit 3,6kW erfolgen. Dort stehen die EV ja über Nacht.
Beim Einkauf, /Kinobesuch o.ä. möchte ich aber schon mit 11kW/22kW laden können, zumindest an einigen Ladestellen. Sonst macht dies kaum Sinn, wenn man in überschaubarer Zeit wieder Reichweite bspw. für die Rückfahrt einladen will.
Tja und an Bundesstraßen und den AB sollten die Schnelllader auch 43kW AC anbieten für Durchreisende, die zügig vorwärts kommen wollen.

Dass sich derzeit einige Hersteller zieren, Drehstrom-Bordlader (zumindest optional) anzubieten, kann man durchaus mit einer Zulassungsforderung ab bestimmter Akkugröße recht einfach einfordern - dann ist die Schieflastproblematik eh vom Tisch! Dem Kunden ist ganz praktisch mit flexibler Ladeausrüstung geholfen.
Ob das der (deutsche Autobauer) wirklich will, ist natürlich etwas anderes. So klein ist der europ. Markt ja nicht, dass man die meist verbauten 3,6kW-Lademodule statt parallel (für Asien/USA) nicht auch auf die Phasen verteilt anschließen könnte. Mehrkosten kaum vorhanden ...

von Joe-Hotzi - am 02.05.2017 11:26
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