Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 Aanbrengen van faciliteiten voor het opladen van elektrische voertuigen en plug-in hybrides 16-03-2011 (v1.2) Experts: Frans van Beek Wiebe Emsbroek Sjaak Hissink Wouter Robers Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 1/10
1. Voorwoord Deze standaard is bedoeld om een houvast te bieden aan opdrachtgevers en uitvoerders bij het aanleggen van een laadinfrastructuur voor elektrische voertuigen en plug-in hybrides. De standaard is bedoeld om te bepalen wat een geschikte hoeveelheid laadpunten is om op een parkeerterrein of -garage te realiseren en waar deze laadpunten aan zouden moeten voldoen. Het is mogelijk andere afspraken te maken dan in dit document staan. Dit document is namelijk niet bedoeld als wet, maar als bruikbaar beginpunt voor opdrachtgevers en opdrachtnemers om (op grote lijnen) overeen te komen hoe een laadinfrastructuur er uit moet komen te zien. Het document zal niet in gaan op gedetailleerde technische details. Deze standaard is opgezet op basis van inzichten 1 van dit moment en geeft op basis daarvan een gebalanceerd beeld van wat er nodig is in de komende jaren. We raden aan altijd de meest recente versie op te zoeken. 2. Onderwerp en toepassingsgebied Deze standaard geeft een methode voor het bepalen van de benodigde infrastructuur voor het opladen van elektrische voertuigen en plug-in hybrides. De standaard kan worden gebruikt (voor onderandere) parkeerterreinen en -garages bij kantoren. 3. Verwijzingen Deze standaard bevat door directe of indirecte verwijzing bepalingen uit andere standaarden. IEC 61851-1 IEC 62196-1 CHAdeMO Laden via een geleidende verbinding van elektrische voertuigen - Deel 1: Algemene eisen Stopcontacten, voertuig koppelingen en voertuig inlaten Geleidende verbinding van elektrische voertuigen Deel 1: Laden van elektrische voertuigen tot 250 A a.c. en 400 A d.c. Technical Specifications for Quick Charger for the Electric Vehicle rev.0.9 4. Termen en definities Voor de toepassing van deze standaard gelden de volgende termen en definities. Parkeergelegenheden en parkeerplekken Een parkeerplek is een parkeerplaats voor 1 voertuig, ongeacht of deze parkeerplek zich in een parkeergarage bevindt. Een parkeergelegenheid is een verzameling van parkeerplekken die bij elkaar als een geheel gezien kan worden, bijvoorbeeld een parkeergarage. Er wordt in dit document onderscheid gemaakt tussen drie verschillende parkeergelegenheden: 1. Openbare parkeergelegenheid 2. Niet-openbare parkeergelegenheid (bijvoorbeeld gereserveerd voor een bedrijf) 3. Niet-openbare parkeergelegenheid i.c.m. met een eigen elektrische vloot. (bijvoorbeeld bedrijventerrein van een bedrijf dat een elektrische voertuigvloot heeft.) 1 Op basis van onderandere Electric Vehicle Charging Equipment (Pike research) en Electric Cars: Plugged In (Deutsche bank). Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 2/10
Laadmogelijkheden op auto s AC laden Vrijwel alle auto s hebben de mogelijkheid om via AC (wisselstroom) op te laden. Opladen via deze methode duurt normaliter tussen de 6-10 uur voor een volle accu (+- 15-20 km actieradius per uur aan de lader). Er zijn verschillende standaarden voor de laadconnectie die speciaal ontwikkeld zijn voor elektrische auto s. Het is echter vrijwel altijd mogelijk om gebruik te maken van een regulier stopcontact met 16 A bedrading. DC laden Een groot deel van de beschikbare auto s in Europa heeft naast AC ook de mogelijkheid om via DC (gelijkstroom) op te laden, het zogenaamde snelladen. De typische laadtijd is 80% lading in 20-30 minuten (+- 125 km actieradius in 30 minuten aan de lader). Hiervoor is een snellader vereist. Er zijn op de markt snelladers beschikbaar met laadtijden van 30 minuten tot 2 uur afhankelijk van het type en geinstalleerd laadvermogen. Laadpunten AC-laadpunt Een punt waar een AC-stroom wordt aangeboden. Het AC-laadpunt dient te voldoen aan standaarden IEC 61851-1:2001 en IEC 62196-1:2003. Deze normen omvatten ook de veiligheidsaspecten. Een verklaring van de producent van het laadpunt dat deze aan de normen voldoet is toereikend. Een laadpaal met twee AClaadaansluitingen kan worden gezien als twee laadpunten. DC-snellaadpunt Een punt waar een DC-stroom wordt aangeboden (snellaadpunt) met een vermogen van tenminste 20kW. DC-laadpunten moeten voldoen aan CHAdeMO of de IEC 61851-1:2001 standaard. Deze normen omvatten ook de veiligheidsaspecten. Een verklaring van de producent van het laadpunt dat deze aan de normen voldoet is toereikend. Gecombineerd AC-DC laadpunt Een punt waar in een kast/laadpaal zowel een AC als DC-stroom wordt aangeboden. Met het oog op regelgeving kan het gecombineerde punt gezien worden als 2 afzonderlijke systemen in 1 behuizing. De afzonderlijke aansluitingen moeten dus afzonderlijk voldoen aan de bovenstaande standaarden voor AC of DC. 5. Bepalen infrastructuur voor het laden van elektrische voertuigen en plug-in hybrides Fasering Bij het aanleggen van de oplaadinfrastructuur zal normaliter geëist worden dat deze een gebruikstermijn heeft van 5 tot 10 jaar. Het wordt geadviseerd hierover afspraken te maken tussen opdrachtgever en opdrachtnemer. Er kan de keuze gemaakt worden een deel van de laad-infrastructuur nu aan te leggen en een deel later (bijvoorbeeld na 3-5 jaar). Hiervoor zouden dan voorbereidingen getroffen kunnen worden. Dit is afhankelijk van de lokale situatie en de financiële middelen van de opdrachtgever. De voorbereiding kan op diverse wijzen worden gerealiseerd, zoals kabelgoten of leidingen, eventueel bedrading, in zogenaamde stervorm, uitbreidbaar in stervorm. Bepalen aantal en type laadpunten Het is niet eenvoudig om een juiste keuze te maken over het aantal en type laadpunten. In bijlage 1 is een redelijk uitgebreide methode gegeven om dit te bepalen, maar hier in het document geven we een paar eenvoudige handreikingen. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 3/10
Type laadpunten Een Mode 1-, Enkelfase- of Schuko- laadpunt is feitelijk niets anders dan een randaarde-stopcontact. Vrijwel alle elektrische auto s kunnen hier laden op maximaal 2 kilowatt (ca. 10 uur laden voor 100km). Zulke laadpunten worden vaak gebruikt voor elektrische fietsen en scootmobielen. Een Mode 3 laadpunt is een speciaal voor elektrische auto s ontwikkelde 3 fase ACaansluiting. In de toekomst zouden alle elektrisch auto s in Europa moeten kunnen laden met deze aansluiting. De snelheid van het laden hangt af van de lader in het voertuig. De koemende jaren is dit niet meer dan 6 kilowatt (ca. 4 uur laden voor 100km). Een CHAdeMO-laadpunt is de huidige standaard voor DC-snelladen. Een Voertuig moet hiervoor een CHAdeMO snellaad-aansluiting hebben. Voorbeelden van dergelijke auto s zijn de Nissan Leaf, Mitsubishi imiev, Peugeot ion en de Citroen C0. De snelheid van het laden. De snelheid van het laden kan oplopen tot 50 kilowatt (30 minuten laden voor 100km). Er bestaan meer typen laadpunten, maar in verband met compatibiliteit / interoperabiliteit worden die afgeraden (tenzij deze behoren bij een eigen vloot). Aantal laadpunten Voor het bepalen van het aantal laadpunten kunnen de volgende overwegingen worden meegenomen: Is er een eigen vloot? Als er een vloot is die op deze parkeergelegenheid s nachts hoort te laden, zal er voor elk voertuig een eigen laadpunt worden geinstalleerd bij een voor die vloot gereserveerde parkeerplek. Het kan zijn dat deze eigen vloot beschikt over een (CHAdeMO) DC-snelladen. Het kan dan voor de operatie nodig of verstandig zijn om een DC-snellaadstation te hebben. Wat voor auto s zullen de werknemers en bezoekers hebben over een paar jaar? Schatting is dat in 2015 tenminste 5% van de auto s elektrisch of een plug-in hybride zal zijn. Het kan daarom verstandig zijn om nu al 5% van de parkeerplekken te voorzien van een aansluiting. Welke faciliteiten voor bezoekers? Bezoekersparkeerplekken kunnen worden voorzien van laadpunten. Hierbij kan rekening worden gehouden met hoe lang de bezoekers zullen blijven. Als dit bijvoorbeeld 2 uur is, heeft het weinig zin om een Mode 1 laadpunt aan te bieden (alhoewel het beter is dan niets). Een Mode 3 laadpunt en/of een DC-snellaadpunt zijn dan geschikte opties. Capaciteit netaansluiting Indien er geen regelsysteem is om het totale afgenomen vermogen te regelen, zal de netaansluiting voor de laad-infrastructuur gedimensioneerd worden op het piekvermogen van de geïnstalleerde laadpunten. Dit komt omdat de geschatte gelijktijdigheidsfactor voor het laden van elektrische voertuigen 100% is. Indien er wel een regelsysteem is om het totale afgenomen vermogen te regelen, is dat systeem verantwoordelijk voor het voorkomen van overbelasting van de netaansluiting. Dit zal in de praktijk bijna altijd nodig zijn met het oog op de groei. De aansluitwaarde van een snellaadpunt is hoger dan dat van een langzaamlaadpunt echter doordat de laadduur hierdoor omlaag zal gaan is het mogelijk om gebruik te maken van het regelsysteem. Hierdoor worden auto s bijvoorbeeld ná elkaar opgeladen waardoor de infrastructuur en aansluiting minder piekbelasting te verduren zal krijgen. 6. Geometrie van laad-infrastructuur Laadpunten worden bij voorkeur geplaatst op een hoekpunt van een parkeerplek. Het laadpunt wordt Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 4/10
bijvoorkeur niet aan de zijde van de parkeerplek geplaatst omdat portieren dan moeilijk te openen zijn. Er zijn elektrische auto s met de laadconnectie aan de voorkant van de auto of een van de achterschermen (plek van de benzinedop). De volgende figuren geven een aantal suggesties voor de lokatie van het laadstation in verschillende parkeersituaties. Goede situaties Mogelijke problemen met kabellengte Parkeerplek Voertuig Mogelijke route laadkabel Laadpunt Mogelijke problemen met autodeuren De laadpunten zijn bij voorkeur niet groter dan 50x60x180 (lxbxh). AC en DC-laadpunten kunnen worden gevoed vanuit een basisstation dat op een afstand (bijvoorbeeld 20 meter) geplaatst kan worden. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 5/10
AC en DC Basisstation of verdeler Kabels naar laadpunten (Dubbel) laadpunt De laders of laadpalen worden bij voorkeur beschermd tegen aanrijding, danwel door beugels, danwel doordat ze op een plaats staan waar ze niet waarschijnlijk aangereden zullen worden. Lengte laadkabel DC-laadpunt De lengte van de kabel plus stekker aan een DC-laadpunt is ten minste 2 meter. Lengte laadkabel AC-laadpunt In de regel zal een AC-laadpunt niet een laadkabel hebben. Deze zit reeds aan of bij de auto. Mocht er toch gekozen worden voor een laadkabel zal deze tenminste 2 meter, bij voorkeur 4 meter zijn. 7. Calamiteiten Brandveiligheid Met het oog op brandveiligheid zijn er géén extra eisen aan een laadinstallatie bovenop eisen die aan algemene elektrische installaties gesteld worden. De kans op brand bij elektrische voertuigen is kleiner dan reguliere voertuigen. Voor het blussen van hybride en elektrische voertuigen worden wel afwijkende procedures gehanteerd. Het is daarom verstandig om bij het plaatsen van het eerste laadpunt in een gebouw (bijvoorbeeld parkeergarage) de brandweer op de hoogte te stellen, zodat de bandweer de juiste blusmiddelen kan inzetten. De brandweer moet de mogelijkheid hebben om de laadinstallatie uit te schakelen in geval van brand. Dit mag gebeuren door het uitschakelen van een deel van de installatie of de totale elektrische installatie van het gebouw, bijvoorbeeld door middel van een hoofdschakelaar. De eisen hieraan zijn niet anders dan voor een reguliere elektrische installatie. Storing van het net Na stroomuitval of storing is het toegestaan maar niet verplicht om het laden te hervatten. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 6/10
De laders (DC-laadpunt of lader aan boord van een voertuig) moeten bestand zijn tegen storingen (spanningspieken/transienten) van het net zoals vastgelegd in normen voor elektrische installaties. Voor een lader aan boord van een voertuig geldt dat dit verantwoordelijkheid is van de bouwer van het voertuig. Als er een storing plaatsvindt die ernstiger is, is dit verantwoordelijkheid van de energieleverancier/netbeheerder. Parkeergarages Afscheiding Het is aanbevolen om een licht brandwerende scheiding over de volledige hoogte te maken tussen parkeerplekken met elektrische voertuigen en brandstofvoertuigen om te voorkomen dat brand naar de elektrische voertuigen kan overslaan. Ventilatie Moderne elektrische voertuigen hebben geen extra voorzieningen nodig omdat Li-ion, NiCd/NiMH en Gelaccu s geen gassen vrijkomen. Het is niet nodig om daarvoor ventilatie aanwezig te hebben wanneer binnen geladen wordt. Voertuigen met natte accu s (sommige vorkheftrucks, golfkarretjes en boenmachines) kunnen indien nodig worden geweerd (bijvoorbeeld door middel van een bord: Geen natte loodcellen laden ). Interlock Indien de parkeergarage is voorzien van een automatische brandmeldinstallatie, wordt aanbevolen een interlock te raliseren op de laadvoorziening. Hierdoor worden de oplaadpunten automatisch spanningsvrij geschakeld als het brandmeldsysteem wordt geactiveerd. Dit heeft als bijkomend voordeel dat de voertuigen losgekoppeld kunnen worden. 8. Betaling, authorisatie en identificatie Dit document geeft geen eisen voor betaling, authorisatie of indentificatie. Het is vrij om een mogelijkheid voor identificatie, authorisatie of betaling toe te voegen aan een laadpunt of een serie van laadpunten. Aangezien de kosten van een betalingssysteem meestal niet opwegen tegen de kosten van de elektriciteit, is het op dit moment af te raden om een dergelijk syteem aan te leggen bij niet-openbare parkeergelegenheden. Bij overige parkeergelegenheden is het, om dezelfde reden, verstandiger om een reguliere parkeermeter te gebruiken. De oplaadservice wordt zodoende meegenomen in het parkeertarief. 9. Markeringen Een parkeerplek met een laadpunt wordt duidelijk gemarkeerd, zodat andere auto-gebruikers weten dat ze geen gebruik kunnen maken van deze parkeerplek. Het is mogelijk om parkeerplekken voor gehandicapten te combineren met laadplekken. In dat geval mag op die parkeerplekken elektrisch geladen worden of geparkeerd door gehandicapten (en dus niet regulier geparkeerd). Dit bespaart ruimte. De markering kan bestaan uit een bord bij de parkeerplek. Optioneel kan de parkeerplek voorzien worden van een blauw vlak en/of een beeldmerk. Op dit moment is er nog geen nationaal of internationaal geaccepteerd bord of beeldmerk. Het volgende beeldmerk is rechtenvrij (public domain) te gebruiken. Ook te downloaden van http://evinfra.org. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 7/10
10. Gebruik Wegrijbeveiliging Verreweg de meeste auto's kunnen niet rijden zolang ze aangesloten zijn (zgn. wegrijbeveiliging). Bijvoorbeeld bij een CHAdeMO lader is het niet mogelijk weg te rijden terwijl de lader gekoppeld is. Als een gebruiker een auto heeft zonder wegrijbeveiliging, is het verantwoordelijkheid van de gebruiker om niet weg te rijden terwijl het laadstation nog aangesloten is. Aansluitherinnering Dit document voorziet niet in een aansluitherinnering. Het is de verantwoordelijkheid van de gebruiker om het elektrische voertuig aan te sluiten, zodat deze ook werkelijk gaat laden. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 8/10
Bijlage 1: Bepalen aantal en type laadpunten De volgende methode kan gebruikt worden voor de bepaling hoeveel laadpunten er nodig zijn. Deze methode geeft een algemene indruk hoeveel laadpunten er nodig zijn. Over het aantal en type laadpunten zal in overleg tussen opdrachtgever en opdrachtnemer een beslissing genomen moeten worden op basis van bijvoorbeeld lokale omstandigheden en budget. Er zijn 3 typen parkeerplekken te onderscheiden: 1. Type A: Vloot - Parkeerplekken voor een EV vloot. 2. Type B: Hoge doorstroom - Parkeerplekken voor <3 uur; bijv. bezoekers of winkelende gebruikers. 3. Type C: Lage doorstroom - Parkeerplekken voor >3 uur; bijv. werknemers of bewoners. Parkeerplek Type A: Vloot Omdat vlootvoertuigen een plek moeten hebben om te kunnen staan, zal voor elk vlootvoertuig een parkeerplek met laadpunt aanwezig zijn. Het type laadpunt hangt af van het voertuig en het gebruik. Voor auto s die alleen op AC kunnen laden is het voldoende om AC-laadpunten aan te leggen. Het laadpunt hoeft niet meer te kunnen leveren dan de laadstroom van het voertuig. Auto s met een DC snellaadpoort (bijvoorbeeld de Mitsubishi i-miev of de Nissan Leaf) kunnen intensief worden gebruikt en in 30 minuten weer tot 80% worden geladen. Als deze voertuigen intensief worden gebruikt, wordt er tenminste een DC-snellaadpunt aangelegd (in plaats van een AC-laadpunt) en tenminste 1 voor elke 10 DC-voertuigen. De DC-laadpunten zijn normaliter 50kW (piekbelasting). Parkeerplek Type B: Hoge doorstroom Plekken met een hoge doorstroom hebben een hoger service-niveau nodig dan plekken met een lage doorstroom. Het aantal en type laadpunten voor Type B parkeerplekken is te vinden in Tabel B. DClaadpunten voor hoge doorstroom zijn doorgaans 50kW piekbelasting. Parkeerplek Type C: Lage doorstroom Plekken met een lage doorstroom kunnen normaliter uit met een AC-laadpunt. Het aantal en type laadpunten voor Type C parkeerplekken is te vinden in Tabel C. Tabel B: Aantal en type Laadpunten voor parkeerplekken met hoge doorstroom DClaadpunten AC-laadpunten (adviestype) Voldoende tot 2012 4% 4% (1-fase 10A) Voldoende tot 2014 8% 8% (1-fase 16A) Voldoende tot 2016 12% 12% (3-fase 16A) Voldoende tot 2018 16% 16% (3-fase 16A) Voldoende tot 2020 20% 20% (3-fase 32A) Voldoende tot 2022 24% 24% (3-fase 32A) Voldoende tot 2024 28% 28% (3-fase 32A) Voldoende tot 2026 32% 32% (3-fase 63A) Voldoende tot 2028 36% 36% (3-fase 63A) Opmerking 1: Parkeerplekken met hoge doorstroom worden naar boven afgerond. (bijvoorbeeld 4% van 10 parkeerplekken is 0,4 maar wordt naar boven afgerond naar 1). Opmerking 2: Deze tabel is onderhevig aan toekomstige ontwikkelingen en zal in de toekomst verlengd en aangepast moeten worden. Tabel C: Aantal en type Laadpunten voor parkeerplekken met lage doorstroom AClaadpunten Advies type laadpunt Voldoende tot 2012 2% 1-fase 10A Voldoende tot 2014 4% 1-fase 10A Voldoende tot 2016 6% 1-fase 10A Voldoende tot 2018 8% 1-fase 16A Voldoende tot 2020 10% 1-fase 16A Voldoende tot 2022 12% 3-fase 16A Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 9/10
Voldoende tot 2024 14% 3-fase 16A Voldoende tot 2026 16% 3-fase 16A Voldoende tot 2028 18% 3-fase 16A Opmerking 1: Parkeerplekken met lage doorstroom worden naar dichtstbijzijnde hele aantal afgerond. (bijvoorbeeld 8% van 80 parkeerplekken is 6,4 maar wordt afgerond naar 6). Opmerking 2: Deze tabel is onderhevig aan toekomstige ontwikkelingen en zal in de toekomst verlengd en aangepast moeten worden. Werkwijze bepalen aantal en type laadpunten Het bepalen van het benodigd aantal en type laadpunten werkt met de volgende formule: Benodigde laadpunten = Type A + Type B + Type C Van een parkeergelegenheid wordt het aantal parkeerplekken bepaald. De parkeerplekken worden ingedeeld volgens bovenstaande typen. Bijvoorbeeld 100 parkeerplekken worden onderverdeeld in 80 plekken voor werknemers (Type C), 10 plekken voor bezoekers (Type B) en 10 plekken voor een eigen vloot met elektrische auto s (Type A). De vloot betsaat uit 5 voertuigen met DC-laadmogelijkheid en vijf met 1-fase 10A AC-laden. De laadinfrastructuur wordt aangelegd voor tot 2014 en er worden kabels gelegd voor tot 2020. Type A: Hiervoor wordt 1 DC snellaadpunt aangelegd en 9 AC laadpunten van 1-fase 10A. Type B: 10 parkeer plekken waarvan (8%x10=0,9) 1 DC snellaadpunt en (8%x10=0,9) 1 AC-laadpunt (3-fase 32A). Type C: Voor de overige 80 parkeerplekken worden (4%x80=3,2) 3 AC-laadpunten (1-fase 16A) aangelegd. Als we de formule Type A + Type B + Type C gebruiken komen we uit op: - 2x DC snellaadpunt 50kW piek. - 9x AC 1-fase 10A of bijvoorbeeld 12x 1-fase 16A - 3x AC 1-fase 16A - 1xAC 3-fase 32A Voor de bedrading kan dezelfde berekening worden uitgevoerd. Die komt er dan op uit dat er bekabeling wordt geinstalleerd voor een extra DC laadstation, twee extra 3-fase 63A AC-laadpunten en vier extra 3-fase 16A AC-laadpunten. Laad-infrastructuur standaard EVINFRA-2011 v1.2 10/10