Jeszcze kilka lat temu infrastruktura ładowania w budynkach była dodatkiem. Jeden wallbox przy biurze, kilka stacji na parkingu firmowym, czasem pojedynczy punkt ładowania w garażu podziemnym. Dziś sytuacja wygląda zupełnie inaczej.
Rosnąca liczba samochodów elektrycznych, wymagania wynikające z przepisów, oczekiwania mieszkańców oraz rozwój flot firmowych sprawiają, że coraz częściej projektowane są instalacje przygotowane nie na kilka, ale na kilkadziesiąt lub nawet kilkaset punktów ładowania. I właśnie tutaj pojawia się największe wyzwanie.
Projektowanie systemu dla 100 miejsc parkingowych nie polega na pomnożeniu liczby stanowisk przez moc pojedynczej ładowarki. Takie podejście prowadziłoby do absurdalnie wysokich wymagań energetycznych i gigantycznych kosztów inwestycyjnych.
Nowoczesna infrastruktura EV musi być projektowana inaczej.
Nie pod potrzeby dzisiejsze.
Pod potrzeby kolejnych 10–20 lat.
Dlaczego projektowanie infrastruktury EV wygląda dziś zupełnie inaczej niż jeszcze kilka lat temu?
W klasycznych instalacjach elektrycznych projektant zazwyczaj znał docelowe obciążenie. W przypadku elektromobilności sytuacja jest znacznie bardziej dynamiczna.
Dzisiaj w budynku może być pięć samochodów elektrycznych. Za pięć lat może być ich pięćdziesiąt. Za dziesięć lat większość miejsc parkingowych może wymagać dostępu do ładowania.
To właśnie dlatego współczesne systemy ładowania są projektowane jako infrastruktura skalowalna, umożliwiająca stopniową rozbudowę bez konieczności przebudowy całej instalacji.
Takie podejście od wielu lat stosowane jest m.in. w rozwiązaniach wielostanowiskowych, gdzie przygotowuje się okablowanie i infrastrukturę dla wszystkich miejsc parkingowych, a same stacje montowane są sukcesywnie wraz ze wzrostem zapotrzebowania.
Dlaczego nie można po prostu pomnożyć liczby ładowarek przez ich moc?
To jeden z najczęściej popełnianych błędów podczas planowania dużych inwestycji.
Załóżmy, że projektujemy parking wyposażony w:
- 100 punktów ładowania,
- każda stacja ma moc 11 kW.
Proste wyliczenie daje:
100 × 11 kW = 1100 kW
Brzmi logicznie.
Problem w tym, że w praktyce niemal nigdy nie występuje sytuacja, w której wszystkie samochody jednocześnie pobierają maksymalną moc.
Doświadczenia z eksploatacji dużych systemów ładowania pokazują, że samochody pozostają podłączone średnio znacznie dłużej niż faktycznie się ładują. W rozwiązaniach Zaptec średni czas ładowania wynosi około 2 godzin, natomiast średni czas podłączenia pojazdu przekracza 11 godzin.
Oznacza to, że projektowanie infrastruktury wyłącznie na podstawie mocy znamionowej ładowarek prowadziłoby do ogromnego przewymiarowania instalacji.
Dynamiczne zarządzanie mocą – technologia, która zmieniła projektowanie infrastruktury EV
Współczesne systemy wielostanowiskowe opierają się na dynamicznym zarządzaniu mocą.
Mechanizm jest prosty.
System na bieżąco monitoruje:
- zużycie energii w budynku,
- dostępny budżet mocy,
- liczbę podłączonych pojazdów,
- aktualne zapotrzebowanie na ładowanie.
Następnie automatycznie rozdziela dostępną moc pomiędzy wszystkie aktywne punkty ładowania.
Dzięki temu możliwe jest efektywne wykorzystanie istniejącej infrastruktury bez konieczności ciągłego zwiększania mocy przyłączeniowej. Technologie tego typu pozwalają odejść od modelu projektowania opartego na prostym iloczynie liczby punktów ładowania i ich mocy znamionowej.
Dla inwestora oznacza to często oszczędności liczone nie w tysiącach, ale w setkach tysięcy złotych.
Jak określić rzeczywiste zapotrzebowanie na moc?
To najważniejszy etap każdego projektu. Dobrze zaprojektowana infrastruktura nie zaczyna się od wyboru ładowarki. Zaczyna się od analizy sposobu użytkowania parkingu. Inaczej wygląda sytuacja w:
Garażu podziemnym budynku mieszkalnego
Samochody stoją tam przez całą noc. Użytkownik nie potrzebuje ładowania z mocą 11 kW przez osiem godzin. Najczęściej wystarczy kilka lub kilkanaście kilowatogodzin energii potrzebnych do codziennych dojazdów.
Parkingu biurowym
Pojazdy pozostają podłączone przez 8–10 godzin. Możliwe jest więc wykorzystanie niższych mocy przy zachowaniu pełnego komfortu użytkowników.
Bazie floty logistycznej
Tutaj sytuacja jest zupełnie inna. Pojazdy często muszą zostać naładowane w określonym oknie czasowym. To wymaga dokładniejszej analizy profili pracy floty oraz dostępnej infrastruktury energetycznej.
Jak projektować instalację przygotowaną na 100 lub 200 punktów ładowania?
Największy koszt przyszłej rozbudowy bardzo rzadko stanowią same ładowarki.
Znacznie droższe są:
- przebudowy rozdzielni,
- nowe trasy kablowe,
- dodatkowe przewierty,
- modernizacja przyłącza,
- prace budowlane.
Dlatego coraz częściej stosuje się model etapowy.
Przykład:
- infrastruktura przygotowana pod 100 punktów,
- w pierwszym etapie uruchomionych 20 stacji,
- kolejne punkty dodawane wraz ze wzrostem zapotrzebowania.
Takie podejście pozwala znacząco obniżyć przyszłe koszty rozbudowy i skrócić czas wdrażania kolejnych etapów inwestycji.
Projektowanie garaży podziemnych – największe wyzwanie dla projektanta
Garaże podziemne to obecnie najbardziej wymagające środowisko dla infrastruktury ładowania.
Projektant musi uwzględnić nie tylko kwestie elektryczne. Równie ważne stają się:
- wymagania przeciwpożarowe,
- organizacja tras kablowych,
- możliwości późniejszej rozbudowy,
- wymagania zarządcy nieruchomości,
- procedury wynikające z ustawy o elektromobilności.
Coraz większe znaczenie ma również przygotowanie budynku pod przyszłe zwiększanie liczby punktów ładowania bez konieczności ingerowania w codzienne funkcjonowanie garażu. Takie podejście od lat rekomendowane jest w opracowaniach dotyczących infrastruktury ładowania w budynkach wielorodzinnych.
Czy każda inwestycja wymaga zwiększenia mocy przyłączeniowej?
Nie – i to jedna z najważniejszych informacji dla inwestorów.
Bardzo często zakłada się, że większa liczba punktów ładowania automatycznie oznacza konieczność uzyskania nowych warunków przyłączeniowych.
W praktyce jest dokładnie odwrotnie. Najpierw należy przeprowadzić analizę energetyczną obiektu.
Dopiero wtedy można ocenić:
- dostępne rezerwy mocy,
- profile zużycia energii,
- możliwości zastosowania dynamicznego zarządzania mocą,
- potencjał integracji z OZE.
Dopiero na końcu pojawia się pytanie o zwiększenie mocy przyłączeniowej.
W wielu inwestycjach okazuje się ono całkowicie zbędne.
Fotowoltaika i magazyny energii – naturalny kierunek rozwoju infrastruktury EV
Nowoczesna infrastruktura ładowania coraz częściej staje się częścią większego ekosystemu energetycznego.
Obok stacji ładowania pojawiają się:
- instalacje fotowoltaiczne,
- magazyny energii,
- systemy EMS,
- systemy zarządzania budynkiem (BMS).
Integracja ładowarek z fotowoltaiką pozwala wykorzystać lokalnie produkowaną energię do ładowania pojazdów. Dodatkowo system może analizować zarówno produkcję energii z PV, jak i bieżące zużycie budynku, dostosowując moc ładowania do aktualnych warunków.
W przypadku dużych inwestycji staje się to coraz częściej standardem projektowym, a nie dodatkiem.
Jakie przepisy i normy należy uwzględnić?
Projektowanie infrastruktury ładowania wymaga uwzględnienia:
- ustawy o elektromobilności i paliwach alternatywnych,
- wymagań operatorów systemów dystrybucyjnych,
- norm dotyczących instalacji niskiego napięcia,
- zasad ochrony przeciwporażeniowej,
- wymagań przeciwpożarowych,
- przepisów budowlanych,
- regulacji wynikających z AFIR, które wyznaczają kierunki rozwoju infrastruktury ładowania w UE.
Dobrze przygotowany projekt powinien uwzględniać nie tylko obecne wymagania prawne, ale również przyszłe zmiany wynikające z dynamicznego rozwoju elektromobilności.
Jak będzie wyglądało projektowanie infrastruktury EV za 10 lat?
Najprawdopodobniej projektanci przestaną myśleć o pojedynczych ładowarkach.
Będą projektować całe systemy energetyczne.
W jednym projekcie znajdą się:
- infrastruktura ładowania,
- fotowoltaika,
- magazyny energii,
- systemy zarządzania budynkiem,
- inteligentne algorytmy sterujące przepływem energii.
To kierunek, który już dziś widać w największych inwestycjach mieszkaniowych, komercyjnych i przemysłowych.
Podsumowanie
Projektowanie instalacji elektrycznych dla 40, 100 czy 200 punktów ładowania nie polega już na prostym doborze przewodów i zabezpieczeń.
Nowoczesna infrastruktura EV musi być skalowalna, inteligentna i gotowa na rozwój elektromobilności przez kolejne dekady.
Największym błędem nie jest dziś zbyt mała liczba ładowarek. Największym błędem jest projektowanie wyłącznie pod potrzeby roku 2026.
Najlepsze inwestycje powstają wtedy, gdy już na etapie projektu przygotowujemy budynek na to, jak będzie wyglądał parking za 10, 15 czy 20 lat. Bo infrastruktura ładowania przestaje być dodatkiem do budynku. Staje się elementem jego strategicznej infrastruktury energetycznej.
FAQ
Ile punktów ładowania można podłączyć do jednego przyłącza?
Nie ma jednej odpowiedzi. Liczba zależy od dostępnej mocy, zastosowanego systemu zarządzania energią oraz charakterystyki użytkowania.
Czy dla 100 punktów ładowania potrzebne jest 1100 kW mocy?
Nie. Dzięki dynamicznemu zarządzaniu mocą rzeczywiste zapotrzebowanie jest zwykle wielokrotnie niższe.
Czy warto od razu przygotować budynek pod większą liczbę ładowarek?
Tak. Przygotowanie infrastruktury na etapie budowy jest znacznie tańsze niż późniejsza rozbudowa.
Czy AFIR wpływa na projektowanie stacji ładowania?
Tak. Rozporządzenie wpływa na rozwój rynku oraz wymagania dotyczące infrastruktury ładowania w całej Europie.
Czy magazyn energii może współpracować ze stacjami ładowania?
Tak. Coraz więcej inwestycji wykorzystuje magazyny energii do ograniczania kosztów energii i optymalizacji wykorzystania mocy przyłączeniowej.