Nejdřív si ujasněme pojmy

V praxi se často používá výraz „rezervovaný výkon“, technicky je však u odběru přesnější mluvit o rezervovaném příkonu. Jde o sjednanou kapacitu odběrného místa, nikoli o součet jmenovitých výkonů všech připojených zařízení.

Pro návrh dobíjecí infrastruktury je vhodné rozlišovat:

  • instalovaný výkon nabíječek – součet maximálních výkonů všech bodů;
  • okamžitý příkon dobíjení – skutečný odběr právě nabíjených vozidel;
  • soudobý příkon – očekávané maximum při běžném souběhu vozidel a ostatních spotřeb;
  • limit odběrného místa – hodnota, kterou nesmí řízený provoz překračovat;
  • rezervovaný příkon – smluvně a technicky zajištěná kapacita připojení.

Záměna těchto veličin vede buď k předimenzované přípojce, nebo k systému, který v reálném provozu nedokáže vozidla připravit včas.

Proč nestačí sečíst štítkové výkony

Deset AC bodů po 22 kW má instalovaný výkon 220 kW. To ale automaticky neznamená požadavek na dalších 220 kW rezervovaného příkonu.

Důvodů je několik:

  • ne všechna stání budou obsazena současně,
  • některá vozidla přijmou na AC pouze 11 kW nebo méně,
  • výkon se v průběhu nabíjení mění,
  • vozidla často stojí déle, než trvá samotné nabíjení,
  • dynamické řízení může společný odběr omezit,
  • část energie může dodat FVE nebo BESS, pokud je systém navržen jako celek.

Na druhou stranu není bezpečné použít univerzální koeficient soudobosti bez znalosti provozu. Flotila, která se vrátí ve stejnou dobu a musí znovu vyjet za dvě hodiny, má jiný profil než zaměstnanecké parkoviště s osmihodinovým stáním.

Základní výpočet začíná energií, ne počtem stojanů

Nejdůležitější otázka zní: kolik energie musí vozidla získat a do kdy?

Pokud deset vozidel potřebuje přes noc doplnit průměrně 35 kWh, celková denní potřeba je 350 kWh. Při osmihodinovém okně odpovídá čistý průměrný výkon přibližně 44 kW. Po započtení ztrát, nerovnoměrných příjezdů a rezervy bude požadavek vyšší, stále však může být výrazně nižší než instalovaných 220 kW.

Tento přístup lze shrnout:

Potřebný průměrný výkon = energie požadovaná vozidly / dostupné časové okno

Průměrný výkon ale není konečný návrhový limit. Musí se doplnit kontrola nejhoršího reálného scénáře, prioritních odjezdů a minimálního výkonu, při kterém nabíjení zůstává stabilní.

Soudobost není jedno univerzální číslo

Soudobost vyjadřuje, jaká část instalovaného výkonu bude pravděpodobně využita ve stejnou dobu. Měla by vycházet z provozního scénáře, nikoli pouze z tabulkového odhadu.

Zaměstnanecké parkoviště

Vozidla přijíždějí ráno a stojí několik hodin. Požadovanou energii lze rozdělit do dlouhého časového okna. Soudobý řízený výkon může být podstatně nižší než součet stojanů.

Servisní nebo obchodní flotila

Část vozidel se během dne vrací a znovu odjíždí. Je nutné pracovat s prioritami a rezervou pro neplánovaný výjezd.

Logistika a rozvoz

Vozidla se mohou vracet v jedné vlně a mít pevně daný čas dalšího odjezdu. Energetická potřeba je vysoká a časové okno krátké. Soudobost proto bývá vyšší a mohou se uplatnit DC body, BESS nebo etapizace.

Veřejné nebo zákaznické dobíjení

Provozovatel nemá plnou kontrolu nad příjezdy ani požadovanou energií. Návrh musí vycházet z očekávané obsazenosti, požadované úrovně služby a akceptovatelného omezení výkonu.

Nezapomeňte na spotřebu areálu

Dobíjecí infrastruktura není samostatný ostrov. Sdílí přípojku s výrobou, vzduchotechnikou, chlazením, vytápěním, osvětlením a dalšími technologiemi.

Příklad: Odběrné místo má limit 500 kW a stávající provoz dosahuje ve špičce 420 kW. Prostým rozdílem zbývá 80 kW. Pokud se ale maximum výroby vyskytuje dopoledne a flotila se nabíjí hlavně v noci, může být skutečně dostupný výkon výrazně vyšší. Naopak souběh nabíjení s elektrickým vytápěním v zimě může situaci zhoršit.

Proto je vhodné pracovat alespoň s 15minutovým diagramem zatížení za reprezentativní období. Jedno roční maximum bez informace o čase a trvání je pro návrh málo.

Přepočet proudu na výkon

U třífázového připojení lze pro orientační výpočet použít vztah:

P ≈ √3 × U × I × účiník

Při napětí 400 V, proudu 120 A a účiníku blízkém 1 vychází přibližně 83 kW. Označení 3×120 A tedy neznamená 144 kW ani 120 kW. Jde o proud v každé fázi třífázové soustavy.

V konečném návrhu je nutné respektovat konkrétní podmínky připojení, jištění, účiník, selektivitu, zatížitelnost vedení a další požadavky projektanta a distributora.

Jak do návrhu vstupuje load management

Dynamické řízení umožní stanovit maximální příkon celé skupiny nabíječek a tento výkon průběžně rozdělovat. Instalovaný výkon tak může být vyšší než současně dostupný příkon.

To je užitečné například při etapovém rozvoji: firma připraví více parkovacích míst a kabelových tras, ale výkon navyšuje podle skutečného růstu flotily. Podmínkou je, aby omezený výkon stále pokryl energetickou potřebu vozidel v požadovaném čase.

Load management není způsob, jak libovolně snížit přípojku. Pokud všechna vozidla musí během krátkého okna odebrat velké množství energie, fyzikální bilanci řízení neobejde.

Kolik rezervy ponechat

Návrh přímo na teoretickou hranici bývá rizikový. Rezerva pokrývá:

  • chybu nebo zpoždění měření,
  • rychlé změny spotřeby ostatních technologií,
  • komunikační prodlevu nabíječek,
  • budoucí nárůst spotřeby,
  • neplánované prioritní nabíjení,
  • rozdíly mezi modelovaným a skutečným provozem.

Velikost rezervy nelze stanovit jedním procentem pro všechny instalace. Má vycházet z rychlosti řízení, charakteru provozu, kvality dat a důsledků případného překročení limitu.

Doporučený postup dimenzování

  1. Zmapujte stávající odběr: maxima, časový průběh, sezónnost a velké spotřebiče.
  2. Popište provoz vozidel: počet, denní nájezd, spotřeba, příjezdy, odjezdy a priority.
  3. Stanovte energetickou potřebu: kolik kWh musí jednotlivé skupiny doplnit v dostupném okně.
  4. Navrhněte typy bodů: AC, DC nebo jejich kombinaci podle doby stání, nikoli pouze podle maximálního výkonu.
  5. Vytvořte scénáře soudobosti: běžný den, zimní špičku, maximální obsazenost a kritický výjezd.
  6. Doplňte load management: určete společný limit, priority a bezpečný režim při poruše.
  7. Prověřte FVE a BESS: jen podle časového souladu výroby, spotřeby a nabíjení.
  8. Zohledněte rozvoj: připravte kabelové trasy, rozvaděče a komunikaci pro další etapy.
  9. Ověřte připojitelnost: požadavek projednejte s projektantem a příslušným distributorem.

Typický výsledek není jedno číslo, ale varianty

Kvalitní studie obvykle porovnává několik řešení:

  • menší příkon a přísnější řízení,
  • vyšší příkon s větší provozní rezervou,
  • etapové navyšování,
  • kombinaci s FVE,
  • kombinaci s BESS pro krátké špičky.

Vedení firmy pak neporovnává pouze cenu přípojky, ale také dobu nabíjení, riziko omezení flotily, investiční náklady a budoucí rozšiřitelnost.

Závěr

Rezervovaný příkon pro dobíjecí stanice nelze správně určit prostým součtem štítků ani univerzálním koeficientem. Rozhodující je množství energie, které vozidla potřebují v konkrétním čase, a jeho souběh se spotřebou areálu. Teprve z této bilance lze určit, zda postačí současná přípojka a load management, nebo je vhodné navýšení kapacity či bateriové úložiště.

Rychlá otázka

Jakému činnému výkonu přibližně odpovídá třífázový hlavní jistič 3×120 A při 400 V a účiníku blízkém 1?

Jak dobře by obstál váš návrh?

Prověřte si základy BESS, load managementu a rezervovaného příkonu v 6 praktických otázkách.

Spustit společný kvíz