Ile prądu pobiera ładowanie samochodu elektrycznego?
Ponieważ ładowanie może oznaczać długotrwałą pracę pod dużym obciążeniem. Czajnik pobiera 2 kW przez kilka minut, a ładowarka może pobierać 7,4 kW przez wiele godzin, choć rzeczywisty pobór zależy od auta, temperatury, nastaw i zarządzania mocą. Przewody nagrzewają się do temperatury ustalonej, zaciski pracują w podwyższonej temperaturze przez całą noc, a każda słabość instalacji, czyli luźny zacisk czy zbyt cienki przewód, ujawnia się właśnie przy takim obciążeniu. W poniższej tabeli możesz zobaczyć typowe sposoby ładowania z ich wymaganiami wobec instalacji.
| Sposób ładowania | Moc | Teoretyczny czas dostarczenia 60 kWh bez strat | Prąd obwodu | Wymagania wobec instalacji |
|---|---|---|---|---|
| Gniazdo 230 V z kablem trybu 2, ok. 10 A | ok. 2,3 kW | ok. 26 h | 10 A ciągłe | gniazdo i kabel dopuszczone do takiej pracy, osobny obwód z PE i właściwą ochroną RCD |
| Gniazdo 230 V z kablem trybu 2, 16 A | ok. 3,7 kW | ok. 16 h | 16 A ciągłe | jak wyżej, gniazdo przystosowane do pracy ciągłej, ryzyko przegrzewania zwykłych gniazd |
| Wallbox jednofazowy 32 A | 7,4 kW | ok. 8 h | 32 A ciągłe | osobny obwód, przekrój i zabezpieczenia dobrane do warunków oraz instrukcji wallboxa |
| Wallbox trójfazowy 16 A | 11 kW | ok. 5,5 h | 3 × 16 A ciągłe | osobny obwód trójfazowy, indywidualny dobór przewodu i zabezpieczeń |
| Wallbox trójfazowy 32 A | 22 kW | ok. 2,7 h | 3 × 32 A ciągłe | osobny obwód trójfazowy, dobór przewodu i zabezpieczeń; możliwa konieczność zwiększenia mocy przyłączeniowej |
Czasy w tabeli wynikają z podzielenia 60 kWh przez stałą moc i nie uwzględniają strat, więc rzeczywiste ładowanie może trwać dłużej. Samochód może przyjmować mniejszą moc, a temperatura i końcowy etap ładowania mogą ją ograniczać, poza tym wiele aut ma 11 kW, więc wallbox 22 kW nie przyspieszy ich ładowania.
Ładować auto z gniazdka czy z wallboxa?
Ładowanie z gniazda odbywa się kablem w tzw. , z wbudowaną w przewód skrzynką sterującą, która zawiera ochronę różnicowoprądową i ogranicza prąd ładowania. Tryb 2 może służyć także do regularnego ładowania, jeśli gniazdo, obwód i przewód ładowania są do tego przeznaczone. Nie można zakładać, że dowolne gniazdo 16 A nadaje się do wielogodzinnego poboru takiego prądu; zużyte styki i zaciski mogą się przegrzewać. Gniazdo powinno być na z i właściwymi zabezpieczeniami. Prąd ustala się według najsłabszego dopuszczalnego elementu zestawu i instrukcji. Ograniczenie do ok. 10 A nie gwarantuje bezpieczeństwa uszkodzonej instalacji; dostępne są też wzmocnione gniazda przeznaczone do EV.
Wallbox, czyli ładowanie w , ma sterowanie i zabezpieczenia w urządzeniu zamontowanym na stałe. Zależnie od modelu i samochodu może ładować szybciej, pozwala ustawić maksymalny prąd zgodny z możliwościami instalacji, prowadzić rejestr ładowań, a w wersjach z automatycznie zmniejszać prąd, gdy w domu pracują inne duże odbiorniki. O bezpieczeństwie ładowania z gniazda decyduje przygotowanie całego obwodu i zgodność zestawu z instrukcjami, a nie samo ograniczenie czasu użytkowania.
| Kryterium | Gniazdo z kablem trybu 2 | Wallbox (tryb 3) |
|---|---|---|
| typowa moc | ok. 2,3–3,7 kW | 3,7–7,4 kW jednofazowo, 11–22 kW trójfazowo |
| czas doładowania 60 kWh | ok. 16–26 h | ok. 2,7–8 h, zależnie od mocy i auta |
| wymagania wobec obwodu | osobny obwód z PE, gniazdo dopuszczone do pracy ciągłej | osobny obwód, przekrój i zabezpieczenia według instrukcji wallboxa |
| gdzie jest ochrona | skrzynka sterująca w przewodzie ładowania (IC-CPD) | urządzenie zamontowane na stałe, uzupełniane RCD w rozdzielnicy |
| zarządzanie mocą | zwykle tylko ręczne ograniczenie prądu | ustawiany prąd maksymalny, w części modeli dynamiczne zarządzanie |
| dla kogo | okazjonalne lub nocne ładowanie przy małym dziennym przebiegu | regularne ładowanie, większe przebiegi, dom z innymi dużymi odbiorami |
Jakie przepisy i normy dotyczą wallboxa w domu?
Podstawowym dokumentem technicznym jest norma dotycząca instalacji zasilających pojazdy elektryczne. Normy trzeba odróżniać od przepisów prawa: co do zasady stosuje się je dobrowolnie, ale stanowią ważny punkt odniesienia dla zasad wiedzy technicznej. Projekt musi spełniać wymagania bezpieczeństwa, właściwe przepisy i instrukcje urządzeń. Norma wymaga, by każdy punkt ładowania był zasilany z osobnego obwodu z własnym zabezpieczeniem nadprądowym i własną ochroną różnicowoprądową o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA. Ponieważ pojazd może wprowadzać do instalacji prąd upływowy z , stosuje się typu B albo typu A lub F współpracujący z odpowiednim urządzeniem , zgodnym z IEC 62955 i zapewniającym odłączenie zasilania przy wykryciu składowej stałej. RDC-DD może być wbudowany lub zewnętrzny; sama sygnalizacja DC nie wystarcza i nie zastępuje ochrony RCD do 30 mA. Niektóre wallboxy mają kompletną ochronę różnicowoprądową wbudowaną, więc konieczność dodatkowego RCD w rozdzielnicy należy ustalić z dokumentacji i wymagań instalacji. RCD typu AC jest niedopuszczalny, wymagania dla samych ładowarek określa seria norm PN-EN IEC 61851.
Każdy punkt przyłączenia pojazdu powinien być zasilany z osobnego obwodu, zabezpieczony indywidualnie przed przetężeniem i chroniony wyłącznikiem różnicowoprądowym o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA, dobranym do rodzaju prądu upływowego, który może wystąpić.
Przy projektowaniu trzeba też ocenić ryzyko przerwy przewodu ochronno-neutralnego w sieci zasilającej w . Przy takiej przerwie na karoserii auta podłączonego do ładowarki na zewnątrz budynku może pojawić się niebezpieczne napięcie. Część wallboxów ma funkcję ochrony przed skutkami przerwy PEN, ale jej wymagania i zastosowanie zależą od kraju, układu sieci i modelu. Projektant powinien ocenić układ PE/N, uziemienie i środki ochrony; sama funkcja wallboxa ani dodatkowy uziom nie rozwiązują automatycznie każdego przypadku.
Typowy montaż domowego wallboxa nie wymaga pozwolenia na budowę, ale formalności zależą od zakresu robót - zwiększenie mocy przyłączeniowej wymaga osobnego wniosku do operatora. Niezależnie od tego art. 12b ustawy o elektromobilności określa procedurę zgody na instalację i eksploatację punktu w budynku wielorodzinnym z więcej niż trzema samodzielnymi lokalami mieszkalnymi. Uwzględnia m.in. tytuł prawny do lokalu, miejsce postojowe do wyłącznego użytku i ocenę możliwości instalacji. We zgoda na punkt o mocy mniejszej niż 11 kW jest czynnością zwykłego zarządu – próg ten nie obejmuje dokładnie 11 kW.
Instalacja pod wallbox: co sprawdzić przed montażem?
Przed zakupem ładowarki najlepiej zlecić elektrykowi ocenę instalacji, a dopiero potem dobrać urządzenie. Kolejność sprawdzeń jest zwykle taka:
- Moc przyłączeniowa i rodzaj zasilania. Sprawdź w umowie z dostawcą energii i to, czy budynek ma zasilanie jedno- czy trójfazowe. Wallbox 11 kW wymaga zasilania trójfazowego, a przy mocy przyłączeniowej kilku kilowatów ładowanie razem z pompą ciepła, płytą indukcyjną czy bojlerem może powodować zadziałanie zabezpieczenia przedlicznikowego. Zwiększenie mocy wymaga wniosku do operatora i czasu, a czasem przebudowy przyłącza. Alternatywą bywa wallbox z dynamicznym zarządzaniem mocą, który ogranicza prąd ładowania, gdy dom zużywa dużo energii.
- Stan i pojemność rozdzielnicy. W musi być miejsce na wymagane zabezpieczenia nowego obwodu, a sama rozdzielnica powinna być w dobrym stanie. Potrzeba zewnętrznego RCD lub zależy także od kompletnej ochrony wbudowanej w wallbox, zgodnie z jego dokumentacją. Brak miejsca oznacza konieczność rozbudowy lub modernizacji tablicy.
- Trasa i przekrój przewodu. Przekrój i zabezpieczenie dobiera się do prądu ładowania, sposobu ułożenia, temperatury, grupowania przewodów, izolacji cieplnej, długości trasy i warunków zwarciowych. Trzeba sprawdzić oraz ; sama moc wallboxa nie wystarcza do wskazania przekroju.
- Typ ochrony różnicowoprądowej i przepięciowej. Producent wallboxa podaje w instrukcji wymagany typ RCD i to, czy urządzenie ma wbudowaną detekcję prądu stałego. należy ocenić w kontekście całej instalacji, także bez PV i przy montażu wewnętrznym.
- Miejsce montażu. i odporność na uderzenia dobiera się do rzeczywistego narażenia na wodę, pył i uszkodzenia oraz wymagań instrukcji i norm. Samo oznaczenie IP44 nie przesądza o przydatności w każdym miejscu. Przewód zasilający musi być chroniony przed uszkodzeniem mechanicznym, np. przez samochód.
Jakie błędy popełnia się najczęściej przy podłączaniu wallboxa?
Większość problemów z domowym ładowaniem nie wynika z wadliwej ładowarki, tylko z pominięcia oceny obwodu. Te błędy powtarzają się najczęściej:
- Podłączenie wallboxa do istniejącego obwodu gniazdowego bez sprawdzenia przekroju i obciążeń, często połączone z „wzmocnieniem” wyłącznika, żeby przestał zadziałać.
- Ładowanie przez przedłużacz albo zwijany bęben kablowy, który nawinięty na szpulę nagrzewa się szczególnie mocno. Jest to niezgodne z instrukcjami ładowarek i niebezpieczne.
- Pominięcie wymaganego typu RCD i założenie, że skoro w rozdzielnicy jest różnicówka, to ochrona jest zapewniona.
- Nieuwzględnienie innych dużych odbiorników, takich jak pompa ciepła, klimatyzacja czy płyta indukcyjna, które razem z ładowarką przekraczają możliwości przyłącza.
- Brak po montażu, przez co nikt nie wie, czy obwód faktycznie spełnia wymagania.
W garażu podziemnym decyzja nie należy wyłącznie do właściciela miejsca postojowego, bo dotyczy wspólnej rozdzielnicy i mocy całego budynku. Więcej piszemy o tym w tekście rozdzielnica elektryczna w garażu podziemnym.
Jakie pomiary i dokumenty powinien zostawić elektryk po montażu wallboxa?
Po montażu instalator powinien wykonać pomiary i przekazać dokumenty. Przy odbiorze warto upewnić się, że zrobiono następujące rzeczy:
Wallbox jest zasilany z osobnego obwodu z własnym wyłącznikiem nadprądowym dobranym do przekroju przewodu, a nie z istniejącego obwodu gniazd.
Zapewniono ochronę różnicowoprądową do 30 mA: typ B albo typ A lub F z odpowiednim RDC-DD 6 mA zapewniającym odłączenie. Uwzględniono ochronę wbudowaną w wallbox zgodnie z dokumentacją; sama detekcja DC nie zastępuje RCD.
W wallboxie ustawiono maksymalny prąd ładowania zgodny z zabezpieczeniem obwodu i mocą przyłączeniową, a jeśli jest zarządzanie mocą, skonfigurowano je i sprawdzono.
Wykonano pomiary ciągłości przewodu ochronnego, rezystancji izolacji, i działania RCD, odpowiednio do układu instalacji, a wyniki wpisano do protokołu. Pomiar izolacji wykonano z uwzględnieniem podłączonej elektroniki i instrukcji producenta.
Sprawdzono funkcje
zgodnie z instrukcją, w tym sterowanie
, reakcję na brak PE i działanie ochrony DC, odpowiednio do modelu.
Przekazano protokół, schemat podłączenia, dokumentację ładowarki i zaktualizowano opis rozdzielnicy, bo bez tego przy problemie z gwarancją lub ubezpieczeniem brak dokumentacji może działać przeciwko Tobie.