قبل از پرداختن به مشخصات ولتاژ و اندازههای بریکر، بیایید مشخص کنیم چه چیزی سطح ۳ را از سطوح شارژی که ممکن است با آنها آشنا باشید، متمایز میکند. یک شارژر سطح ۳ - که به آن شارژ سریع DC (DCFC) نیز گفته میشود - صرفاً نسخه سریعتری از سطح ۲ نیست. این شارژر از یک معماری الکتریکی اساساً متفاوت استفاده میکند.
| تنظیمات | سطح 1 | سطح 2 | سطح 3 (DCFC) |
|---|---|---|---|
| ولتاژ ورودی | 120V AC | AC 208-240V AC | ۴۸۰ ولت به بالا، برق متناوب، سه فاز |
| برد قدرت | 1.2-2.4 کیلو وات | 3.3-19.2 کیلو وات | ۲۰ تا ۴۰+ کیلووات |
| نوع فعلی به وسیله نقلیه | AC (شارژر داخلی به DC تبدیل میشود) | AC (شارژر داخلی به DC تبدیل میشود) | جریان مستقیم (مستقیماً باتری را تغذیه میکند) |
| محدوده اضافه شده در هر ساعت | 3–5 مایل | 10–75 مایل | ۱۰۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰۰+ مایل |
| شارژ معمولی تا ۸۰٪ | 20-40 ساعت | 4-8 ساعت | 20-60 دقیقه |
| تنظیمات نصب | خانه (هر پریز برق) | خانه، محل کار، هتلها | تجاری / بزرگراه / فقط ناوگان |
تفاوت اساسی در ردیف سوم است: شارژرهای سطح ۳ تبدیل AC به DC را انجام میدهند. خارج از وسیله نقلیه، درون خود ایستگاه شارژ. این تبدیل خارج از برد همان چیزی است که به آنها اجازه میدهد صدها کیلووات را مستقیماً به باتری منتقل کنند. همچنین توضیح میدهد که چرا نیازهای برق در سطح کاملاً متفاوتی هستند. یک شارژر سطح ۲ به زیرساختی که اکثر ساختمانها از قبل دارند متصل میشود. یک شارژر سطح ۳ اساساً از شما میخواهد که یک پست برق کوچک در ملک خود بسازید.
به این شکل به آن فکر کنید: سطح ۱ شلنگ باغ، سطح ۲ لوله اصلی آب خانگی و سطح ۳ شیر آتشنشانی است. سوال این نیست که آیا به حجم شیر آتشنشانی نیاز دارید یا خیر. سوال این است که آیا ملک شما به یک لوله اصلی آب به اندازه کافی بزرگ متصل است که بتواند آن را تامین کند یا خیر.
سوال اول - آیا برق سه فاز ۴۸۰ ولت دارید؟
این دروازه است. قبل از اینکه مدلهای شارژر را مقایسه کنید، قبل از اینکه بازگشت سرمایه را محاسبه کنید، قبل از اینکه با پیمانکار تماس بگیرید: آیا محل شما دارای برق سه فاز ۴۸۰ ولت است؟
چرا برق سه فاز ۴۸۰ ولت غیرقابل مذاکره است؟
فیزیک ماجرا سرراست است. یک شارژر سطح ۳ باید ۵۰ تا ۳۵۰ کیلووات برق DC را به باتری خودرو وارد کند. تولید این مقدار برق DC از شبکه AC به مقدار متناسبی از جریان ورودی نیاز دارد و هرچه ولتاژ بالاتر باشد، جریان مورد نیاز برای همان خروجی برق کمتر است.
فرمول: توان (کیلووات) = ولتاژ (ولت) × جریان (آمپر) × √۳ ÷ ۱۰۰۰ (برای برق سه فاز).
اعداد را در نظر بگیرید: یک ایستگاه DCFC 200 کیلوواتی با ولتاژ سه فاز 480 ولت تقریباً 240 آمپر مصرف میکند. اگر همین 200 کیلووات را از یک مدار تک فاز 240 ولت عبور دهید، به بیش از 830 آمپر نیاز خواهید داشت. این سطح جریان به هادیهای باسبار و اندازه سرویسی نیاز دارد که هیچ ملک تجاری به طور معمول در دسترس ندارد. برق سه فاز همچنین بار را در هر سه هادی متعادل میکند و از گرمای بیش از حد یک پا که در نصب تک فاز با قدرت بالا ایجاد میشود، جلوگیری میکند.
برگه اطلاعات فنی هر سازنده DCFC با یک خط شروع میشود: «ورودی: ۴۸۰Y/۲۷۷VAC، ۳ فاز». این یک ترجیح دلخواه نیست. این یک الزام برای چگالی توان است که در قوانین مهندسی برق گنجانده شده است.
اگر فقط برق سه فاز ۲۰۸ ولت داشته باشید چه؟
این سوالی است که هیچ مقاله SERP به آن پاسخ نمیدهد. این سوالی است که صاحبان املاک تجاری را شبها بیدار نگه میدارد.
پاسخ کوتاه: از نظر فنی ممکن است، اما عملاً بعید است. برخی از واحدهای DCFC کممصرف (۳۰ کیلووات و کمتر) میتوانند با برق سه فاز ۲۰۸ ولت کار کنند، اما با هزینه قابل توجهی. یک واحد ۳۰ کیلوواتی با ۲۰۸ ولت تقریباً ۸۳ آمپر جریان میکشد، در حالی که در ۴۸۰ ولت حدود ۳۶ آمپر جریان میکشد. این جریان اضافی به معنای رساناهای بزرگتر، قطعکنندههای بزرگتر و گرمای تلفشده بیشتر است. و ۳۰ کیلووات به سختی سریعتر از یک شارژر سطح ۲ سطح بالا است.
اگر ساختمان شما دارای سرویس ۲۰۸ ولت است و در مورد DCFC جدی هستید، مسیر ارتقاء مشخص اما پرهزینه است: یک ترانسفورماتور افزاینده اختصاصی. ۱۵۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ دلار فقط برای ترانسفورماتور، به علاوه ۴ تا ۸ ماه برای تحویل و نصب، بودجه در نظر بگیرید. این اغلب بزرگترین مورد در یک پروژه DCFC است. اطلاعات بیشتر در مورد آن در بخش هماهنگی خدمات شهری در زیر آمده است.
برای اکثر سایتهای ۲۰۸ ولت، هوشمندانهترین کار این است که با شارژرهای سطح ۲ شروع کنید تا میزان تقاضا را تأیید کنید، سپس در طول نصب، لولههای برق بزرگ را حفر کنید تا بتوانید کابلهای درجه DCFC را بعداً بدون حفاری مجدد بکشید.
نگاهی اجمالی به الزامات برق سطح ۳
هر مقدار زیر از برگههای اطلاعات سازنده و پایگاه داده نصب مرکز دادههای سوختهای جایگزین (AFDC) وزارت انرژی ایالات متحده گرفته شده است.
ولتاژ و فاز - بنیاد برق
بر سمت ورودیاستاندارد در آمریکای شمالی، ولتاژ سه فاز 480 ولت/277 ولت AC و در اروپا و بخش عمدهای از آسیا، ولتاژ سه فاز 400 ولت AC است. این ولتاژی است که از ترانسفورماتور برق شهری به کابینت شارژر منتقل میشود. سمت خروجیشارژر، جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) یکسو میکند و بین ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت جریان مستقیم (DC) را مستقیماً به باتری خودرو تحویل میدهد که با ولتاژ اصلی پلتفرم خودرو مطابقت دارد. اکثر خودروهای برقی با سیستم ۴۰۰ ولت کار میکنند؛ پلتفرمهای جدیدتر با عملکرد بالا از ۸۰۰ ولت استفاده میکنند.
این واقعیت که خروجی DC است، چیزی است که سطح ۳ را سریع میکند. از آنجا که تبدیل در ایستگاه شارژ اتفاق میافتد نه در داخل خودرو، ایستگاه میتواند از یکسوکنندههای صنعتی و خنککننده فعال بسیار قدرتمندتر از هر شارژر داخلی استفاده کند. ایستگاه، مدیریت حرارتی کل جلسه شارژ را کنترل میکند، نه وسیله نقلیه.
آمپراژ و جریان - آنچه برقکار شما به آن اهمیت میدهد
وقتی یک برقکار میپرسد «این دستگاه به چه اندازه مداری نیاز دارد؟»، پاسخ کاملاً به توان نامی شارژر بستگی دارد:
| قدرت شارژر | جریان ورودی تقریبی (۴۸۰ ولت ۳ فاز) | شکن توصیه شده (قانون ۱۲۵٪) |
|---|---|---|
| 30 کیلو وات | ~ 36 A | 50 |
| 50 کیلو وات | ~ 60 A | 80 |
| 120 کیلو وات | ~ 144 A | 175–200 ق |
| 180 کیلو وات | ~ 217 A | 250–300 ق |
| 350 کیلو وات | ~ 421 A | 500–600 ق |
«قانون ۱۲۵٪» در ستون سمت راست اختیاری نیست. طبق ماده ۶۲۵.۴۲ قانون ملی برق (NEC)، EV تجهیزات شارژ به عنوان یک طبقه بندی می شوند بار مداوممیتواند با حداکثر جریان به مدت سه ساعت یا بیشتر کار کند. تمام هادیها و حفاظتهای اضافه جریان باید در ۱۲۵٪ از مقدار نامی پلاک اندازه گیری شوند. یک شارژر ۶۰ آمپری، بریکر ۶۰ آمپری ندارد. بریکر ۸۰ آمپری دارد.
قانون کلیدی: قانون ۱۲۵٪ به این معنی است که هر مدار DCFC به یک بریکر ۲۵٪ بزرگتر از جریان پلاک نامی نیاز دارد. یک شارژر ۶۰ آمپری به یک بریکر ۸۰ آمپری نیاز دارد - طبق NEC 625.42 هیچ استثنایی وجود ندارد. این حاشیه، افزایش گرما در طول جلسات شارژ چند ساعته را در نظر میگیرد.
یک تمایز دیگر که باعث سردرگمی کاربران تازهکار میشود: ورودی جاری و تولید جریانها اعداد متفاوتی هستند. سمت ورودی آمپر AC و سمت خروجی آمپر DC را حمل میکند. یک DCFC 350 کیلوواتی ممکن است 500 آمپر DC به خودرو تحویل دهد در حالی که تقریباً 420 آمپر AC از شبکه میکشد. هنگام تعیین اندازه زیرساخت الکتریکی خود، همیشه از مشخصات ورودی موجود در راهنمای نصب سازنده استفاده کنید.
رتبهبندی کیلووات بر اساس مورد استفاده
تطبیق سطح توان مناسب با مدل کسبوکار شما، از خرید بزرگترین شارژر موجود، مهمتر است. در اینجا نحوهی تطبیق توان با کاربردهای دنیای واقعی آورده شده است:
- خرده فروشی و رفاه (30-50 کیلووات): یک مشتری که به مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه خرید میکند، میتواند ۸۰ تا ۱۵۰ مایل به برد خود اضافه کند. این مقدار برای فروشگاههای مواد غذایی، داروخانهها و پارکینگهای مراکز خرید که زمان توقف متوسطی دارند، کافی است.
- کریدور بزرگراه و مراکز مسافرتی (۱۵۰ تا ۲۵۰ کیلووات): بازه شارژ ۱۵ تا ۳۰ دقیقهای به معنای یک توقف کوتاه است. این ایستگاهها، مسافت طولانی را تثبیت میکنند. EV شبکه مسافرتی و به بالاترین قابلیت اطمینان نیاز دارند.
- انبارهای ناوگان (۶۰ تا ۱۸۰ کیلووات، چند بندری): ناوگانها معمولاً شارژ شبانه سطح ۲ را با شارژ DCFC در طول روز بین شیفتها ترکیب میکنند. نیاز به برق توسط پنجرههای چرخشی خودرو تعیین میشود. اگر میخواهید ون را ظرف ۴۵ دقیقه به جاده برگردانید، حداقل به ۱۲۰ کیلووات نیاز دارید.
- کامیون و اتوبوس سنگین (۳۵۰–۷۲۰ کیلووات): استاندارد نوظهور سیستم شارژ مگاواتی (MCS) فراتر از ۱ مگاوات خواهد رفت. این تأسیسات به تجهیزات در مقیاس بزرگ نزدیکتر از شارژرهای پارکینگی هستند و به زیرساخت اختصاصی در سطح پست نیاز دارند.
نکتهی مهم: سرعت شارژ به محض اینکه باتری به حدود ۸۰٪ شارژ میرسد، به طور قابل توجهی کاهش مییابد، پدیدهای که ... کمرنگ شدناین یک نقص شارژر نیست؛ بلکه یک محدودیت ایمنی شیمیایی باتری است. وقتی عبارت «شارژ تا ۸۰٪ در ۲۰ دقیقه» را میبینید، بدانید که ۲۰٪ باقیمانده ممکن است ۲۰ تا ۳۰ دقیقه دیگر طول بکشد. برنامهریزی واقعبینانه محل باید فرض کند که بیشتر جلسات با ۸۰٪ به پایان میرسند.
الزامات کد NEC برای شارژ سریع DC
اگر بخشهای قبلی به نیازهای شارژر شما پرداخته بودند، این بخش به مواردی که بازرس بررسی خواهد کرد، میپردازد. در ایالات متحده، همه EV نصب و راه اندازی شارژ توسط NFPA 70 (قانون ملی برق)، به ویژه ماده 625 (سیستم های انتقال قدرت خودروهای الکتریکی) اداره می شود.
قانون بار پیوسته ۱۲۵٪ (NEC 625.42)
NEC 625.42 بیان میکند که EV بارهای شارژ بارهای پیوسته در نظر گرفته میشونددر عمل، این بدان معناست که هر هادی، دستگاه اضافه جریان و ترمینال باید برای حداقل ۱۲۵٪ از حداکثر بار تجهیزات، ظرفیت نامی داشته باشند.
یک DCFC 50 کیلوواتی با ورودی پلاک 60 آمپر در 480 ولت را در نظر بگیرید. طبق قانون 125%: 60 × 1.25 = 75 آمپر. از آنجایی که بریکر ها در اندازه های استاندارد عرضه می شوند، شما به 80 آمپر گرد می کنید. برای هادی ها، یک بریکر 80 آمپری با لوله مسی THHN (برای ستون 75 درجه سانتیگراد طبق NEC 310.16 درجه بندی شده) به سیم AWG شماره 4 نیاز دارد. اما اگر از کابل NM (Romex) استفاده می کنید که باید از ستون 60 درجه سانتیگراد طبق NEC 334.80 اندازه گیری شود، به AWG شماره 3 نیاز خواهید داشت. همین تصمیم در مورد نوع کابل، هزینه مواد را به میزان قابل توجهی تغییر می دهد. این نکته ای است که بسیاری از نصاب های DCFC برای اولین بار از آن غافل می شوند.
یک نکته دیگر: محاسبه بار باید استفاده شود ورودی توان، نه توان خروجی. یک شارژر خروجی DC با توان ۵۰ کیلووات و راندمان تبدیل ۹۵٪، در واقع حدود ۵۲.۶ کیلووات از سمت AC برق میکشد. این اختلاف ۲.۶ کیلوواتی زمانی اهمیت پیدا میکند که شما از قبل با محدودیت ظرفیت پنل مواجه باشید.
محاسبات بار - چرا نمیتوانید ضرایب تقاضا را اعمال کنید
طبق NEC 2023، بخش جدیدی (220.57) به طور خاص برای EVSE اضافه شده است: بار محاسبه شده، امتیاز پلاک یا 7,200 وات، هر کدام که بزرگتر باشد، برای هر شارژر است. بخش 220.53، که ضریب تقاضای 75٪ را برای چهار یا بیشتر لوازم خانگی ثابت مجاز میداند، صراحتاً مستثنی میکند EV تجهیزات شارژ در پاراگراف (5). اینجاست که NEC گران میشود.
چرا این رفتار خشن؟ برخلاف لوازم خانگی که منطقی است فرض کنیم شما فر، خشککن و آبگرمکن را همزمان با تمام توان روشن نمیکنید، یک سایت تجاری DCFC به طور خاص برای استفاده همزمان طراحی شده است. این مدل کسبوکار است. NEC فرض میکند که هر شارژر میتواند همزمان با تمام توان کار کند، زیرا در یک مکان پر رفت و آمد، این اتفاق خواهد افتاد.
مهندسان طراح باتجربه گاهی اوقات ضرایب تنوع مختص به هر سایت را بر اساس الگوهای واقعی مصرف اعمال میکنند. یک سایت خردهفروشی با چهار شارژر ۱۵۰ کیلوواتی ممکن است ضریب تصادفی ۰.۶ تا ۰.۸ را تجربه کند؛ یک سایت بزرگراهی ممکن است به ۰.۸ تا ۱.۰ نزدیکتر باشد. اما این فرضیات نیاز به مهر یک مهندس دارای مجوز دارند. خود NEC هیچ کمکی نمیکند.
استثنای EMS که اکثر صاحبان سایت از آن غافل میشوند
یک مسیر قانونی برای کاهش بار محاسبهشده بدون افزایش بیش از حد ظرفیت سرویس برق شما وجود دارد: یک سیستم مدیریت انرژی (EMS).
NEC 625.42(A) اجازه میدهد تا فیدرها و سرویسها را تا حداکثر مجاز EMS، به جای مجموع تمام پلاکهای نام شارژر، اندازهگیری کرد، مشروط بر اینکه EMS مطابق با استانداردهای UL 750.30 فهرست شده باشد و تنظیم محدودیت نیاز به دسترسی محدود (پنل ابزار مورد نیاز، رمز عبور یا نرمافزار رمزگذاری شده) داشته باشد. به عبارت ساده: اگر یک کنترلکننده معتبر نصب کنید که به طور خودکار خروجی شارژر را برای ماندن در زیر یک سقف از پیش تعیین شده تنظیم کند، زیرساخت الکتریکی شما میتواند تا آن سقف و نه تا حداکثر همزمان نظری، اندازهگیری شود.
مثال: یک سایت با ظرفیت اضافی ۳۰۰ آمپر در تابلو برق موجود خود، طبق محاسبات مرسوم NEC، میتواند تقریباً یک DCFC 120 کیلوواتی را در خود جای دهد (۱۴۴ آمپر × ۱.۲۵ = ۱۸۰ آمپر، که فضای کافی برای بارهای ساختمان باقی میگذارد). با یک EMS، همان سایت میتواند سه شارژر ۱۲۰ کیلوواتی نصب کند، زیرا EMS با کاهش پویای جریانهای شارژرهای جداگانه، تضمین میکند که خروجی ترکیبی هرگز از سقف ۳۰۰ آمپر تجاوز نمیکند.
در عمل، اکثر پیمانکاران حتی زمانی که EMS وجود دارد، از قانون ۱۲۵٪ پیروی نمیکنند. این قانون سادهتر است، به هماهنگی کمتری با سازنده تجهیزات نیاز دارد و بدون بحث و بررسی، بازرسی را پشت سر میگذارد. اما برای سایتهای با ظرفیت محدود، شرط EMS میتواند به معنای تفاوت بین «پروژه امکانپذیر» و «پروژه به دلیل هزینه ارتقاء ترانسفورماتور از بین رفته» باشد.
مرجع: متن ماده ۶۲۵ NEC از طریق مرورگر آنلاین رایگان NFPA به آدرس زیر قابل دسترسی است. nfpa.org/625.
مرجع سریع NEC برای DCFC
- بار مداوم (NEC 625.42): تمام مدارهای DCFC با اندازه ۱۲۵٪ از پلاک نامی طراحی شدهاند. هادیها و بریکرها باید جریان کامل را به مدت ۳+ ساعت تحمل کنند.
- بدون ضریب تقاضا (NEC 220.57، 220.53(5)): EVSE از ضریب تقاضای ۷۵٪ لوازم خانگی مستثنی است. هر شارژر در محاسبات با بار کامل محاسبه میشود.
- استثنای EMS (NEC 625.42(A) + 750.30): یک سیستم مدیریت انرژی فهرستشده میتواند بار کل را محدود کند و به شما امکان میدهد به جای مجموع شارژر، اندازه را به حد EMS برسانید.
جدول زمانی پنهان - هماهنگی خدمات رفاهی
اگر قرار است از این راهنما یک نکته را برداشت کنید، این نکته را در نظر بگیرید: طولانیترین زمان تحویل در یک پروژه DCFC تقریباً هیچوقت شارژر نیست. بلکه ترانسفورماتور برق شهری است.
شارژرهای DCFC کالاهایی تولیدی هستند که زمان تحویل استاندارد آنها از چند هفته تا چند ماه متغیر است. زیرساختهای برق شهری از یک جدول زمانی مربوط به کارهای عمومی پیروی میکنند. در اینجا زمانهای تحویل واقعی آمده است:
- ترانسفورماتور استاندارد نصب شده روی تیر: ۴ تا ۸ ماه از زمان استفاده تا فعال شدن
- ترانسفورماتور بزرگ نصب شده روی پد (رایج برای سایتهای ۳۵۰ کیلووات به بالا): 8–14 ماه
- ترانسفورماتور سفارشی یا با ظرفیت بالا: ۲ تا ۴ ماه یا بیشتر
- بازرسانایی فیدر در مناطق شهری متراکم: تا سال 2
هماهنگی خدمات شهری، جریان ۵ مرحلهای
- تماس با ابزار: قبل از انتخاب مدل شارژر، مدیر حساب خود را در میز بزرگ مشتری مشخص کنید.
- ارسال درخواست بار: تعداد و توان شارژر برنامهریزیشده را مشخص کنید؛ ارزیابی ظرفیت فیدر باقیمانده را درخواست کنید.
- آمادهسازی را بررسی کنید: درباره برنامههای تشویقی خدمات رفاهی (SGIP، PowerReady، EVIP) که ۵۰ تا ۹۰ درصد زیرساختها را پوشش میدهند، سوال کنید.
- شروع مهندسی: طراحی را بلافاصله پس از توافق بر سر محدوده پروژه آغاز کنید - منتظر مجوزهای ساخت و ساز نمانید.
- ظرفیت بیش از حد: درخواست 30 تا 50 درصد بیشتر از نیازهای فعلی. هزینه ارتقاء دوم بسیار بیشتر از حاشیه سود اضافی فعلی است.
تفکیک هزینههای زیرساخت
قیمت خرید یک شارژر سطح ۳، نوک قابل مشاهدهی یک کوه یخ هزینهی بسیار بزرگتر است. در اینجا تصویر کامل، بر اساس دادههای نصب AFDC وزارت انرژی ایالات متحده و تخمینهای تولیدکنندگان تا سال ۲۰۲۵، آمده است:
| لایه هزینه | محدوده | یادداشت |
|---|---|---|
| سختافزار شارژر DCFC | 18,000 تا 350,000 دلار + | در هر پورت؛ ترازو با رتبهبندی توان |
| زیرساخت های الکتریکی | 50,000 تا 500,000 دلار + | ترانسفورماتور، تابلو برق، ارتقاء پنل، کار فیدر |
| عمران / ساخت و ساز سایت | 15,000 تا 100,000 دلار + | حفر ترانشه، لایههای بتنی، بولارد، تابلوسازی، خطکشی |
| هزینههای نرم (طراحی، مجوزها، مدیریت طرح) | حدود ۱۵ تا ۲۵ درصد از هزینههای ثابت | مهندسی، هزینههای درخواست خدمات رفاهی، بازرسی، حوادث احتمالی |
هزینه نصب متوسط صنعت برای هر پورت DCFC تا سال 2024 حدود 80،000 دلار است. این محدوده بسیار زیاد است زیرا سه متغیر در آن غالب هستند: (1) فاصله بین اتاق برق شما و محل شارژر (هر فوت ترانشه بیش از 100 فوت، 50 تا 150 دلار به هزینه کابل و لوله اضافه میکند)؛ (2) ظرفیت الکتریکی موجود سایت شما (اگر ترانسفورماتور شما ظرفیت اضافی داشته باشد، خط زیرساخت الکتریکی ممکن است 20،000 دلار باشد؛ اگر نداشته باشد، میتواند 200،000 دلار باشد)؛ (3) نیروی کار محلی و مجوزها (نصب DCFC مشابه میتواند در شهر نیویورک سه برابر حومه تگزاس هزینه داشته باشد).
شگفتی هزینه تقاضا - و چرا ذخیره باتری اهمیت دارد
یک نیاز پنهان به برق برای شارژ سطح ۳ وجود دارد که در هیچ برگه اطلاعات شارژری ذکر نشده است: هزینههای دیماندی (demand fees) در قبض آب و برق شما.
بیشتر تعرفههای برق تجاری به دو جزء تقسیم میشوند: هزینههای انرژی (¢/kWh، آنچه واقعاً مصرف کردهاید) و هزینههای دیماند ($/kW، بالاترین نرخ شما) فوری مصرف برق در طول دوره صورتحساب، که معمولاً در فواصل ۱۵ دقیقهای اندازهگیری میشود). هزینههای دیماند وجود دارد زیرا شرکت برق باید زیرساختهایی را برای تأمین اوج مصرف شما ایجاد کند، حتی اگر فقط ۱۵ دقیقه در ماه به آن اوج مصرف برسید.
یک ایستگاه DCFC فاجعهای در زمینهی هزینهی تقاضا (demand-charge) است که در شرف وقوع است. به محض اینکه وسیلهی نقلیه به برق وصل میشود و شارژر از ۰ به ۱۵۰ کیلووات افزایش مییابد، آن ۱۵۰ کیلووات به اوج تقاضای ماهانهی شما تبدیل میشود. در منطقهای با نرخ تقاضای ۲۰ دلار به ازای هر کیلووات، که برای PG&E کالیفرنیا معمول است، یک جلسهی شارژ ۱۵۰ کیلوواتی، هزینهی تقاضای ماهانهی ۳۰۰۰ دلاری ایجاد میکند. اگر آن برق را با قیمت ۰.۳۵ دلار به ازای هر کیلووات ساعت بفروشید، این جلسه حدود ۲۶ دلار درآمد انرژی در مقابل جریمهی تقاضای ۳۰۰۰ دلاری ایجاد میکند. یک جلسه، یک ماه، یعنی ضرر.
سورپرایز هزینه تقاضا
- درآمد انرژی: ۲۶ دلار (یک جلسه ۳۰ دقیقهای)
- هزینه تقاضای ماهانه: ۳۰۰۰ دلار (با احتساب ۲۰ دلار بر کیلووات × ۱۵۰ کیلووات)
- جریمه درخواستی: ۱۱۵ برابر بزرگتر از برقی که فروختهاید.
بردن: یک سیستم ذخیره انرژی باتری، آن اوج مصرف را کاهش میدهد و ضرر را به سود تبدیل میکند.
اینجاست که ذخیره انرژی باتری (BESS) اقتصاد را متحول میکند. یک باتری ۲۰۰ کیلووات ساعتی لیتیوم آهن فسفات (LFP) که در کنار شارژرها قرار میگیرد، میتواند در طول جلسات شارژ برای تأمین توان اوج، دشارژ شود، در حالی که اتصال شبکه فقط باید بار پایه متوسط را تأمین کند. به جای اینکه شرکت برق شاهد افزایش ۱۵۰ کیلوواتی باشد، شاهد مصرف ثابت ۵۰ کیلوواتی است و هزینه دیماند ماهانه را از ۳۰۰۰ دلار به ۱۰۰۰ دلار کاهش میدهد. در ... BESS با توجه به اینکه هزینه سیستم برای یک واحد ۲۰۰ کیلووات ساعتی تقریباً ۶۰،۰۰۰ تا ۹۰،۰۰۰ دلار است، دوره بازگشت سرمایه از محل صرفهجویی در هزینههای تقاضا به تنهایی ۲.۵ تا ۴ سال است. پس از آن، صرفهجوییها مستقیماً به سود خالص منتقل میشوند.
سادهترین راه برای رسیدن به این تنظیمات، تهیه شارژر و باتری از یک تولیدکننده است. این کار مانع از ادغام میشود و به این معنی است که یک شماره پشتیبانی کل سیستم را پوشش میدهد. شرکتهایی که هم شارژرهای سریع DC (از واحدهای دیواری ۳۰ کیلوواتی تا سیستمهای خنککننده مایع ۶۰۰ کیلوواتی) و هم شارژرهای تجاری ارائه میدهند. BESS (۱۰۰ کیلووات/۲۳۰ کیلووات ساعت خنکشده با مایع، با محافظت در برابر آتشسوزی سهلایه و عمق تخلیه ۹۰٪) نشان میدهد که چگونه اکوسیستم شارژ بهعلاوه ذخیرهسازی در حال بلوغ به سمت یک دسته تکفروشنده است. BENYسیستمهای ذخیرهسازی انرژی باتری تجاری یکی از نمونههای این رویکرد یکپارچه هستند.
نکتهی کلیدی: اگر در حال ارزیابی یک سایت DCFC هستید، «درخواست برگهی تعرفهی برق تجاری از شرکت برق» را به چکلیست خود اضافه کنید. قبل از امضای سفارش خرید شارژر. ردیف هزینه-تقاضا میتواند تعیین کند که آیا پروژه شما از نظر مالی مقرون به صرفه است یا خیر، و اینکه آیا به باتری نیاز دارید یا خیر.
اندازهگذاری عملی - یک مثال در دنیای واقعی
بیایید یک تمرین کامل برای تعیین اندازه یک سناریوی رایج را بررسی کنیم: یک مرکز خرید کوچک میخواهد یک DCFC 120 کیلوواتی برای جذب مشتریان خودروهای برقی نصب کند.
مرحله ۱: شرایط محل سرویس برق موجود: پنل سه فاز ۸۰۰ آمپر، ۴۸۰Y/۲۷۷V. حداکثر بار اندازهگیری شده فعلی: ۴۵۰ آمپر (از یک مطالعه بار ۳۰ روزه). فضای مجاز موجود: ۸۰۰ × ۰.۸ (کاهش بار مداوم) = ۶۴۰ آمپر قابل استفاده. ظرفیت اضافی: ۶۴۰ - ۴۵۰ = ۱۹۰ آمپر.
مرحله 2: تقاضای شارژر. خروجی ۱۲۰ کیلووات با راندمان ۹۵٪ = ورودی ۱۲۶.۳ کیلووات. جریان ورودی: ۱۲۶۳۰۰ ÷ (۴۸۰ × √۳ × ۰.۹۵ PF) ≈ ۱۶۰ آمپر. اندازه بار پیوسته: ۱۶۰ × ۱.۲۵ = ۲۰۰ آمپر → یک بریکر ۲۰۰ آمپری انتخاب کنید.
مرحله ۳: بررسی امکانسنجی ۱۹۰ آمپر ظرفیت اضافی در مقابل نیاز ۲۰۰ آمپر. این مقدار مرزی است. این مقدار فقط در صورتی مناسب است که پیک بار ۴۵۰ آمپری مطالعه بار واقعاً بدترین حالت باشد و هیچ برنامهای برای افزایش بار در آینده وجود نداشته باشد. در واقع، اگر این سایت به فضای توسعه نیاز داشته باشد، به ارتقاء پنل نیاز دارد.
مرحله ۴: تعیین اندازه هادی بریکر ۲۰۰ آمپر، لوله مسی THHN، ستون ۷۵ درجه سانتیگراد → #۳/۰ AWG طبق NEC 310.16. برای مسافت ۸۰ فوتی از پنل تا محل شارژر، افت ولتاژ در بار کامل تقریباً ۱.۱٪ است که کاملاً در محدوده حداکثر ۳٪ توصیه شده توسط NEC برای فیدرها قرار دارد.
مرحله ۵: تخمین هزینه سختافزار شارژر (۴۵۰۰۰ دلار) + زیرساختهای الکتریکی (۲۵۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ دلار برای اصلاحات پنل، لولهکشی و سیمکشی) + کارهای عمرانی (۱۵۰۰۰ دلار برای حفر ترانشه و پد) + طراحی/مجوز (۱۵٪ = حدود ۱۳۰۰۰ دلار). جمع کل: ۹۸۰۰۰ تا ۱۱۳۰۰۰ دلار، نصب شده.
حکم: از نظر فنی امکانپذیر است اما محدود است. اگر این میدان انتظار دارد که ظرف پنج سال یک شارژر دوم یا هرگونه بار قابل توجه جدید مستاجر اضافه کند، ارتقاء سرویس به ۱۲۰۰ آمپر در حال حاضر ارزانتر از انجام دو ارتقاء جداگانه است.
سطح ۲ در مقابل سطح ۳ - واقعاً به کدام یک نیاز دارید؟
بعد از همه چیزهایی که پوشش دادیم، مفیدترین سوال، سادهترین آنهاست: کاربران شما چه مدت در سایت شما میمانند؟
| عامل | سطح 2 | سطح 3 (DCFC) |
|---|---|---|
| ولتاژ مورد نیاز | ۲۰۸–۲۴۰ ولت تک فاز | 480 ولت سه فاز |
| برد قدرت | 3.3-19.2 کیلو وات | ۲۰ تا ۴۰+ کیلووات |
| هزینه نصب (به ازای هر پورت) | $ 2,000- $ 8,000 | 40,000 تا 150,000 دلار + |
| سرعت شارژ | ۱۵ تا ۳۰ مایل در ساعت | ۱۰۰ تا ۱۰۰۰+ مایل در ساعت |
| تطابق زمان ماندگاری کاربر | ۲+ ساعت (محل کار، هتل، اقامت شبانه) | ۱۵ تا ۶۰ دقیقه (بزرگراه، فروشگاه، ناوگان) |
| تأثیر شبکه | ناچیز | قابل توجه - هزینههای درخواستی اعمال میشود |
| وقتی منطقی میشه که… | کاربران ساعتها پارک شده و مشغول هستند | کاربران در طول یک توقف کوتاه به شارژ کامل نیاز دارند |
— قانون تصمیمگیری واحد که اکثر برنامهریزان DCFC از آن غافل هستند
تعداد فزایندهای از سایتهای تجاری ترکیبی از این دو را به کار میگیرند: چهار درگاه سطح ۲ برای پارککنندگان تماموقت و دو درگاه سطح ۳ برای بازدیدکنندگانی که سریعاً به پارکینگ میروند. شما میتوانید بدون ساختوساز بیش از حد، از هر دو دنیا بهترین استفاده را ببرید.
سایت DCFC خود را بر روی یک پایه الکتریکی محکم بسازید
از انتخاب شارژر گرفته تا یکپارچهسازی ذخیرهسازی باتری - زیرساخت خود را با مهندسانی که هر دو را میسازند، برنامهریزی کنید.
با یک مهندس صحبت کنید