Ladesystem for elbiler i et borettslag ved bruk av smart-lading og lokal solenergi

Abstract

I denne rapporten skal man undersøke hvilken rolle smart-lading og solcelleteknologi kan ha for et elbilladeanlegg. Rapporten skal belyse hvilke muligheter man har for å installere et ladeanlegg i et eksisterende bygg med hjelp av smart-lading og et solcelleanlegg, uten å måtte oppgradere det eksisterende anlegget. Elbillading og solcelleteknologi er en lite utbredt kombinasjon, men trolig vil denne kombinasjonen bli veldig utbredt i fremtiden.

Man tar i rapporten utgangspunkt i en boligblokk i Trondheim. Bygget består av en kombinasjon av leiligheter og et næringslokale med en parkeringskjeller i underetasjen. I parkeringskjelleren ønsker man å undersøke hvilke muligheter man har for å installere et elbilladeanlegg for alle parkeringsplassene. Her skal man vurdere mulighetene for å lade elbilene med kortreist grønn energi fra et solcelleanlegg. Videre skal man se på hvilken rolle smart-lading kan ha for et elbilladeanlegg, og hvilke muligheter smart-lading kan tilby.

I rapporten er det brukt en lastprofilmodell fra Sintef som heter PROFet, for å estimere energiforbruket til Mellomila 88. Til å beregne elbruken til elbilene er det tatt utgangspunkt i en rapport som omhandler lastprofiler til ulike elbiler. Dette har vært nødvendig for å kunne avgjøre om bygget har tilstrekkelig tilgjengelig effekt til elbilladeanlegget. For prosjekteringen av ladeanlegget har gruppen benyttet prosjekteringsverktøyet Febdok og egne beregninger. For å kontrollere beregningene har gruppen fått innspill fra Ohmia Charging, som er en stor aktør innen elbillading i Norge.

For å estimere produksjonen fra solcelleanlegget er det benyttet tjenesten PVGIS. Solcelleanlegget er dimensjonert etter anbefalinger fra de to kjente aktørene FUSen Solenergi og Midt Energi. I rapporten presenteres det produksjonsgrafer for solcelleanlegget for vinter og sommer. Produksjonsgrafene er laget i samarbeid med Midt Energi. Videre er det laget en skisse over solcelleanlegget i Autocad som viser hvordan man forestiller seg å plassere solcellepanelene i anlegget.

Beregningene i rapporten viser at solcelleanlegget kan forsyne i gjennomsnitt halvparten av elbruken til elbilene i løpet av et år. Eventuelt kan solcelleanlegget forsyne i gjennomsnitt en fjerdedel av energiforbruket til bygget. Et vesentlig funn er at solcelleanlegget passer dårlig til ladeprofilen for Mellomila 88. Dette skyldes at produksjonen fra solcelleanlegget er størst når den største andelen av elbilene ikke er til stede. For elbilladeanlegget kan man se at alle parkeringsplassene kan tilby elbillading ved hjelp av smart-lading og statisk laststyring.

Smart-lading er nødvendig for å ikke måtte oppgradere det eksisterende elektriske anlegget for Mellomila 88, dersom alle parkeringsplassene skal kunne tilby elbillading. Men et solcelleanlegg er isolert sett ikke nødvendig for Mellomila 88 når inntaket til bygget har tilstrekkelig kapasitet. Et solcelleanlegg vil likevell kunne tilby bærekraftig kortreist energi, noe som er fremtidsrettet for å bidra til det grønne skiftet.

In this report, one should examine which role smart-charging and PV technology can have regarding an EV charging system. The report is supposed to examine which opportunities one can have when installing a charging system in an already existing building. It is fulfilled with the help of both smart-charging and PV systems, without being forced to upgrade the existing electric installation. The combination of EV charging, and PV technology is to a very small extent common. However, the combination would probably be more comprehensive in the future.

Moreover, this report will be based on an apartment building at Mellomila 88 in Trondheim. The building consists of apartments and a business office with a parking garage in the basement. In the parking garage, one´s intention is to review which opportunities there is to install a charging system for EVs on all individual parking spaces. In this case, one should examine the opportunities for charging the EVs with locally sourced green energy from a PV system. Furthermore, one will look at which role smart-charging can have on an EV charging system and the opportunities smart-charging can provide.

It is used a load profile model from SINTEF in this report, which is called PROFet, to estimate the energy consumption at Mellomila 88. The measurements of the energy consumption from the EVs are based on a report which interpret to load profiles for different EVs. This has been necessary to determine whether or not the building have sufficient accessible effect for the charging system of the EVs. For the plan of the charging system, the group have employed the engineering tool Fedbok and their own estimations. To control the estimations, the group have received contributions from Ohmia Charging, which is a leading actor within EV charging in Norway.

To estimate the production from the PV system, it has been used the service called PVGIS. The PV system is dimensioned after suggestions from those two known actors Solenergi FUSen og Midt Energi. In the report, it is presented production graphs from the PV system for both winter and summer time. The production graphs are made in cooperation with Midt Energi. Additionally, it is made a sketch of the PV system in Autocad which showcase how one can visualize placing the PV panels in the system.

The estimations in the report demonstrate that the PV system can on average provide a quarter of the energy consumption to the building. A notable discovery is that the PV system is badly suitable for the charging profile at Mellomila 88. This happens because the production from the PV system is greatest when most of the EVs is absent. For the charging system of the EVs, one can see that all the parking spaces can provide charging with help from smart-charging and static load control.

In conclusion smart-charging is necessary to not being obliged to upgrade the already existing electric system for the building, whether all the parking spaces should be able to provide electric-charging. However, a PV system is not crucial for Mellomila 88, when the input for the building have adequate capability. The PV system will be able to supply a sustainable locally sourced energy, which is future-oriented to contribute to a greener transformation.