Laadpalen voor elektrische voertuigen
Een laadpaal is een installatie waarmee een elektrisch voertuig (EV) veilig kan worden opgeladen. Door de toename van elektrische wagens worden laadpalen steeds vaker geplaatst bij woningen en bedrijven. Voor een elektricien is het belangrijk om het werkingsprincipe, de aansluiting en de beveiliging te begrijpen.
Laadpaal vs. stopcontact
Een elektrische wagen kan technisch gezien opgeladen worden met een passende laadkabel via een gewoon stopcontact (mits begrenzing tot max. 10 A), maar dat is niet ideaal. Een laadpaal:
- laadt sneller en efficiënter;
- is veiliger (aangepaste beveiligingen);
- voorkomt overbelasting van de installatie;
- kan slim gestuurd worden.
Een laadpaal is dus een speciaal ontworpen elektrische installatie voor langdurige hoge belasting.
Basisprincipe
Een laadpaal levert wisselstroom (AC) aan het voertuig. In de wagen zelf zit een boordlader die deze wisselstroom omzet naar gelijkstroom (DC) om de batterij op te laden.
Het laadproces verloopt in stappen:
- de wagen wordt aangesloten via een laadkabel;
- de laadpaal en het voertuig communiceren;
- de laadpaal geeft spanning vrij;
- de batterij wordt gecontroleerd opgeladen.
Soorten laadpalen
AC-laadpaal
- Laadt op wisselstroom;
- vermogen meestal 3,7 kW tot 22 kW;
- aangesloten op één- of driefasig net;
- meest voorkomend in particuliere woningen.
DC-laadpaal
- Snelladen;
- de omzetting naar gelijkstroom gebeurt in de laadpaal zelf;
- vooral gebruik bij publieke laadpunten.
Aansluiting in de woning
Een laadpaal wordt aangesloten op de verdeel- of zekeringkast via een aparte beveiligde kring. Volgens de regelgeving moet de installatie voorzien zijn van:
- een aangepaste automaat;
- exclusieve stroombaan per laadpunt (connector) van de laadpaal;
- een geschikte differentieel van maximaal 30 mA (type A of B);
- correcte kabeldoorsnede;
- aarding;
- aanrijdbeveiliging.
Slim laden
Moderne laadpalen kunnen:
- communiceren met zonnepanelen en laden wanneer er zonne-energie beschikbaar is;
- laden bij lage elektriciteitstarieven;
- load balancing: vermogen aanpassen aan het beschikbare netvermogen, om te voorkomen dat de hoofdzekering overbelast wordt wanneer meerdere toestellen tegelijk werken.
Dit gebeurt via een smarthomesysteem of een energiemanagementsystemen met slimme sturing.
Belangrijke begrippen
- Laadvermogen (kW): geeft aan hoe snel een wagen kan opladen;
- Laadtijd: hangt af van batterijcapaciteit (kWh) en laadvermogen;
- Type 2-connector: standaard aansluiting in Europa voor AC-laden.
Laadpaal als thuisbatterij
Sommige laadpalen zijn bidirectioneel. Dat betekent dat energie niet alleen naar de wagen kan stromen, maar ook terug. Dit wil zeggen dat een laadpaal ook als thuisbatterij kan gebruikt worden voor een elektrische huisinstallatie.
De gelijkspanning (DC) van de autobatterij wordt omgevormd naar wisselspanning (AC) en terug geïnjecteerd op de netspanning van de woning, in tegenstelling tot een gewone laadpaal die met wisselstroom oplaadt. Dit kan theoretisch volgens 2 principes:
- vehicle-to-Home (V2H): de batterij van de wagen levert stroom terug aan de woning. De wagen fungeert dan als een tijdelijke thuisbatterij;
- vehicle-to-Grid (V2G): de wagen kan ook stroom terugleveren aan het elektriciteitsnet. Dit helpt bij netstabilisatie en piekbeheer.
Voor bidirectioneel laden zijn nodig:
- een compatibele wagen;
- een bidirectionele laadpaal;
- aangepaste beveiliging en sturing.
Momenteel zijn er slechts een handvol elektrische wagens die over V2G en bidirectionele laadcapaciteit beschikken.