Hyppää sisältöön
UutinenSähköautojen latauspisteissä mahdollista saavuttaa isoja teho- ja kustannussäästöjä

Sähköautojen latauspisteissä mahdollista saavuttaa isoja teho- ja kustannussäästöjä

19.10.2022 – Tuore diplomityö selvitti sähköautojen latauspisteiden sekä sähköliittymien mitoitusta.

Aihepiiri
Energia, suunnittelu
Jaa

Sähköautojen määrä lisääntyy hurjaa vauhtia ja tämä on avannut liiketoimintamahdollisuuksia myös sähköautojen latauspisteille. Useat yritykset houkuttelevat asiakkaita tarjoamalla latausmahdollisuutta. Toisaalta latausenergian myynnillä on mahdollista tehdä kannattavaa liiketoimintaa, erityisesti pikalatausasemilla. Tämä kuitenkin luo vaatimukset sähköliittymien ja kiinteistöverkkojen uudenlaisille mitoitusperiaatteille.

Laskentatyökalu avuksi latauspisteiden mitoitukseen

Granlundin sähkösuunnittelija Ville Kuusniemi kiinnostui aiheesta, ja käsitteli diplomityössään muun muassa sähköautojen latauskentän optimaalista huipputehon mitoitusta sekä elinkaarikustannuksiltaan järkevää sähköliittymävalintaa. Diplomityössä luotiin tilastomatemaattinen laskentatyökalu, jolla voidaan mallintaa latauskentän huipputehon muodostumista esimerkiksi julkisissa latauspisteissä sekä kauppojen ja sairaaloiden latauspisteissä.

Laskentatyökalulla on simuloitu latauskuormituksia useilla eri skenaarioilla. Tulosten perusteella latauspisteiden tehoa voisi vähentää jopa puoleen, ja ne silti tarjoaisivat asiakkaalle vastaavaa palvelua kuin tälläkin hetkellä. Latauspisteet ja erityisesti sähköliittymät ovat siis usein ylimitoitettu kuormituksen osalta.

”Jos sähköautojen latauspisteet mahdollistaisivat esimerkiksi 22 kW nimellislataustehon ja käytössä ei olisi kuormanhallintaa, esimerkiksi 15 latauspisteen huipputeho tulisi mitoittaa 330 kW mukaan. Kuitenkin mallinnusten perusteella huipputehot esimerkkitapauksessa jäisivät 99 % todennäköisyydellä noin 150 kW tasolle, mikä tarkoittaa keskimäärin vain 10 kW per latauspiste. Tämä selittyy pitkälti sillä, että hybridiautot, joita on toistaiseksi suurin osa sähköautokannasta, kykenevät vastaanottamaan korkeintaan 3,7 tai 7,4 kW lataustehoa”, Kuusniemi selventää.

Esimerkkikuva erään mallinnuksen tuloksista arkiviikolta. Lataavien sähköautojen määrä 150 kappaletta, latauspaikkoja 15 kappaletta. Punaiset viivat kuvaavat hetkellisiä huipputehoja jokaisella ajanhetkellä 200 mallinnetun vuorokauden aikana.

Latauspisteiden tehon pienentäminen tuo huomattavia kustannussäästöjä

Latauspisteiden tehon pienentämisellä on useita hyötyjä. Latausjärjestelmien rakentamisvaiheessa on mahdollista pienentää liittymän kokoa, jolloin säästetään investointikustannuksissa. Lisäksi ylläpidossa kuormanhallinnalla saavutetaan säästöjä liittymän tehomaksuissa, kun hetkellisiä tehohuippuja saadaan pienennettyä.

Latausjärjestelmät kannattaisi siis mitoittaa käytön mukaan. ”Ensin arvioidaan, miten ja kuinka paljon autoja kohteessa ladataan, ja näiden tietojen pohjalta lasketaan todennäköisyydet, kuinka suuria huipputehot tulevat olemaan. Kuormanhallinta alkaa ensiksi rajoittamaan korkeimpia lataustehoja kuten 22 kW, jolloin kyseiset asiakkaat eivät todennäköisesti juurikaan huomaisi tätä käytännössä. Tällöin suurin osa lataushybrideistä lataa edelleen 3,7 kW teholla ja harvalukuisemmat täyssähköautoilijat saavat ladattua autoa hieman alle 22 kW nimellisteholla”, Kuusniemi avaa.

Laskentatyökalun avulla on myös mahdollista arvioida todennäköisyyspohjaisesti, kuinka monta latauspistettä tulisi hankkia, jotta tietty määrä sähköautoja mahtuu lataukseen. Näin saadaan optimoitua latauspisteiden määrä sekä parannettua latauspisteiden kokonaiskäyttöastetta.

Sähköautojen latausjärjestelmän tarkastelut, laskelmat ja mitoitukset tulisi tehdä aina tapauskohtaisesti, sillä kohteet ovat teknisiltä toteutuksiltaan lähtökohtaisesti aina yksilöllisiä.

Sähköliittymävalintaan apua simuloinnilla

Diplomityössä tutkittiin myös elinkaarikustannuksiltaan järkevää sähköliittymävalintaa erilaisissa tilanteissa. ”Käytännössä on olemassa kolme eri sähköliittymävaihtoehtoa, jotka ovat yksi tai kaksi pienjänniteliittymää tai yksi keskijänniteliittymä. Elinkaarikustannusvertailun pohjalta yleispätevää vastausta ei ole annettavissa, mutta keskijänniteliittymän hankinta joko kiinteistölle ja/tai sähköautojen latauskentälle voi olla teknistaloudellisesti varteenotettava vaihtoehto erityisesti suuremmilla kuormitustasoilla ja pidemmällä aikavälillä tarkasteltaessa”, Kuusniemi kertoo.

Diplomityö on tehty LUT-yliopistolle ja se on julkaistu elokuussa 2022. Diplomityö on luettavissa täältä: https://lutpub.lut.fi/handle/10024/164581

Kiinnostuitko aiheesta?

Diplomityön pohjalta luotu laskentatyökalu on Granlundin käytössä sähköautojen latauspisteiden mitoittamiseen ja sähköliittymävalintaan. Jos haluat kuulla aiheesta lisää, ota yhteyttä!

Ville Kuusniemi

Sähkösuunnittelija
Granlund Oy

Tatu Svahn

Osastonjohtaja, sähkösuunnittelu
Granlund Oy

Topi Volama

Liiketoimintajohtaja, sähkösuunnittelu
Granlund Oy

Lisää uutisiamme

Vilma Heljo, Juho Lukkari, Jarna Vesala ja Sami Ventä viihtyvät Granlund Tampereella.

Granlund Tampereella viihdytään yhdessä

02.12.2022 – Granlund Tampereella panostetaan työnteon mielekkyyteen, rentoon ilmapiiriin ja työntekijöiden viihtymiseen.

Uutinen

Omat opit käytössä pääkonttorin energiatehokkuus- ja hiilineutraaliustyössä

29.11.2022 – Granlund tarjoaa asiakkailleen osaamistaan energiatehokkuuden ja hiilineutraaliuden edistämiseksi. Luonnollisesti samat keinot ovat käytössä myös omassa pääkonttorissa.

Uutinen

KONEen huoltamien hissien, liukuportaiden ja automaattiovien huoltotiedot siirtyvät automaattisesti Granlund Manageriin

25.11.2022 – KONEen ja Granlundin ohjelmistointegraation kautta KONEen huoltamien laitteiden huoltotiedot siirtyvät automaattisesti Granlund Manageriin. Järjestelmien vuoropuhelu helpottaa ylläpidon seurantaa ja raportointia.

Uutinen

KSL-suunnittelijan tärkein tehtävä on tukea käyttäjiä

24.11.2022 – KSL-suunnittelussa eri osapuolten kuuntelu on tärkeää. Varmistamme, että kiinteät sairaalalaitteet tukevat hoitotyötä niin sairaalakampuksilla kuin yksityisklinikoilla.

Uutinen

Energiatehokkuus, IoT ja data vuoden opinnäytetöiden aiheina

23.11.2022 – Granlundin Vuoden opinnäytetyökisan voittajakolmikon työt pureutuvat ajankohtaisiin aiheisiin: energiatehokkuuteen, esineiden internetiin IoT:n ja datan hyödyntämiseen.

Uutinen

Esa Nykäsestä tulee Granlund Mikkeli Oy:n toimitusjohtaja

21.11.2022 – Granlund Mikkelin toimitusjohtaja Olli Tirkkonen siirtyy konsernin kehitystehtäviin ja tekee tilaa nuoremman polven johtajalle, Esa Nykäselle.

Uutinen

Teknologiasta Tuotteiksi -säätiöltä kunniamaininta Granlundin AI-Energiakartoitukselle

10.11.2022 – Teknologiasta Tuotteiksi -säätiön kunniamaininta annettiin 10.11.2022 Granlundin AI-Energiakartoitus-työkalulle. AI-Energiakartoitus antaa vauhtia ESG-tavoitteiden saavuttamiseen.

Uutinen

ESG-tavoitteet korostuvat kiinteistösijoittamisessa

10.11.2022 – Yhä useammat sijoittajat alkavat arvioida kiinteistöomistuksia ja potentiaalisia ostokohteita sen mukaan, kuinka hyvin ne täyttävät ilmaston ja ympäristön kannalta kestävän…

Uutinen

Granlundin hankekehityspalvelut pureutuvat dataan

10.11.2022 – Hankekehitysvaihe on merkittävä osa onnistunutta rakennushanketta, koska silloin päätetään hankkeen energia-, vastuullisuus-, elinkaari- ja laatutavoitteet. Olemme kehittäneet hankekehityksen tueksi benchmark-tietopankin,…

Uutinen

Mitä tietoa etsit?