Slik reduserer du effekttoppavgifter for elbilparker

Ved store bussdepoter kan de maksimale effektabonnementene utgjøre 20 til 30 prosent av den totale strømregningen, og den kostnaden kan bestemmes av en eneste dårlig ladetime, ikke av det løpende strømforbruket. Denne artikkelen forklarer hvorfor det skjer, og hvordan man kan redusere kostnadene for effektopptopper.

Hva er effektavgifter, og hvordan beregnes de?

Mange kommersielle energitariffer over hele Europa tar ikke bare betalt for hvor mye strøm du bruker. De tar også betalt for den høyeste mengden strøm du trekker på noe tidspunkt i faktureringsperioden, vanligvis målt over et 15- eller 30-minutters vindu.

Det betyr at tariffen ikke er basert på ditt gjennomsnittlige forbruk, men på ditt høyeste uttak. Hvis førti busser plugger inn samtidig og depotet topper seg på 6 MW i en halvtime, blir denne toppbelastningen grunnlaget for kapasitetsleddene for hele måneden, selv om depotet ligger langt under det nivået resten av tiden.

Dette er grunnen til at én dårlig styrt ladeøkt over natten kan øke endepots månedsregning betydelig. Målet er å unngå den toppbelastningen for å senke de totale månedlige kostnadene.

Hvorfor flåtelading naturlig skaper etterspørselstopper

Elektriske bussdepoter er ikke som kontorparkeringsplasser med lading spredt utover dagen. Busser returnerer i faste tidsvinduer diktert av rutetabellen, typisk én til to timer etter kveldsrushet. Når førti, seksti eller hundre kjøretøy ankommer i det tidsvinduet og begynner å lade, kan den samlede etterspørselen nå to til tre ganger det nettilkoblingen faktisk tåler.

Et depot med en 3 MW nettilkobling kan ha ladere som er i stand til å trekke 6 til 8 MW fordi depotet installerer nok ladepunkter til hele flåten i løpet av et kort tidsvindu om natten. Den totale ladekapasiteten er av årsak bygget godt over nettilkoblingen. Den virkelige begrensningen er timing: faste rutetider betyr at bussene ankommer samtidig, og å ankomme samtidig betyr at de krever strøm på samme tid.

Uten koordinering gjør denne konsentrumerte etterspørselen to ting: den risikerer å overbelaste nettgrensene eller utløse automatisk redusert ladeeffekt, og den setter en topp som nettleien vil bli basert på hele måneden.

De antatte løsningene som ikke vil fungere

Når et depot når sitt krafttak, er den naturlige reaksjonen å øke kapasiteten. Flere ladere, kraftigere ladere eller til og med en nettoppgradering. Ingen av disse løser det underliggende problemet.

Flere ladere ikke øk effekten som er tilgjengelig fra strømnettet. Hvis tilkoblingen leverer 3 MW, vil det å legge til ladere bare føre til mer utstyr som konkurrerer om de samme 3 MW-ene.

Høyeffektsladere Gi en raskere økt for hver enkelt, men gjør toppbelastningen verre. Bytt ut 50 kW-laderne med 150 kW-ladere uten endringer i koordineringen, og depotet når nettgrensen sin raskere, ikke langsommere.

Strømnettet oppgraderes er det riktige langsiktige svaret for depoter som virkelig trenger mer kapasitet, men de tar 12 til 24 måneder og koster hundretusenvis av euro. De hjelper ikke med neste måneds regning, og på enkelte steder betyr nettbegrensninger at en oppgradering ikke er tilgjengelig til noen pris.

Høye effektpiker betyr ikke at depotet har for få ladere eller for lite strøm. Det betyr at ingen aktivt bestemmer hvordan strømmen som allerede er der, skal fordeles.

Lastbalansering vs. Topplastutjevning

Disse to begrepene brukes om hverandre, men de løser forskjellige problemer, og det er verdt å være presis.

Lastbalansering holder det totale ladebehovet innenfor nettilkoblingens grense, fra øyeblikk til øyeblikk. Det fungerer ved å justere effekten dynamisk på tvers av aktive økter, og redusere eller midlertidig stoppe lading med lavere prioritet for å frigjøre kapasitet til kjøretøy som trenger det mer akterseilt. Uten lastbalansering vil et depot enten overskride nettgrensen sin, eller så vil laderne kutte strømmen på egenhånd, uten noen garanti for at de rette kjøretøyene blir beskyttet.

Toppbarbering håndterer kostnadskonsekvensen av etterspørselstopper. Den setter et tak på den totale ladeeffekten mot definerte terskler slik at den høyeste 15- eller 30-minutters avlesningen i faktureringsperioden holdes så lav som mulig, siden det er denne avlesningen tarifferingen baserer seg på.

Begge er avhengig av den samme underliggende evnen: sanntidssynlighet for hver enkelt lader og kjøretøy, en forståelse av hvilke kjøretøy som faktisk trenger strøm først, og evnen til å omfordele denne strømmen kontinuerlig. Og når det gjelder kollektivtransport, må begge deler skje uten at det går ut over kjøretøyenes beredskap. En billigere energiregning hjelper lite om en buss forlater depotet halvladet.

Kjernestrategier for å redusere effekttariffer

Dynamisk lastfordeling. I stedet for å gi hver lader et fast effektnivå, fordeles tilgjengelig kapasitet på tvers av aktive økter og omfordeles kontinuerlijk etter hvert som kjøretøy blir ferdig eller senker farten. Depotet ligger jevnt og trutt på eller nær nettgrensen sin, i stedet for å ha topper under ankomstvinduene og stå uvirksom resten av tiden.

Flåtebasert prioritering. Ladeinnkjøringen bør følge operasjonelt behov, ikke ankomstrekkefølge. En buss som kjører klokken 05:30 på en lang regionrute, trenger full lading i natt. En buss på en kort bytursrute som har avgang klokken 09:00, kan vente. Et kjøretøy som allerede er på 80 prosent, trenger kanskje ikke å lade i det hele tatt. Dette fungerer bare hvis systemet forstår rutekrav og avgangstider, ikke bare innkoblingstid.

Tidsbasert optimalisering. Flytt ladingen til timer der strømnettet har mest kapasitet og energikostnadene er lavere. Tilgjengeligheten av depotkraft endrer seg over natten avhengig av belysning, oppvarming og vedlikeholdsbelastning, og energiprisene varierer fra time til time. For et depot med 100 busser reduserer det å flytte ladingen til tidspunkt med lav belastning vanligvis energikostnadene med 10 til 15 prosent i seg selv.

Kontinuerlig sanntidsjustering. Ladeplaner som lages klokken 22:00, overlever ikke natten uendret. Kjøretøy ankommer for sent, ladere svikter, og tidsplaner forskyves. Uansett hva som styrer dette, må det omprioritere, omfordele strøm og utløse varsler uten at noen må gripe inn hver gang noe endrer seg.

Hvordan topplastkutting fungerer i praksis

I praksis betyr effektkutting å sette et effekttak, enten fast eller tidsstyrt for å matche tariffstrukturer, og la systemet holde den totale ladeetterspørselen under dette automatisk.

Det ser vanligvis slik ut:

• Toppgrenser på depotnivå. En maksimal effektgrense for det totale ladebehovet på anlegget.
• Konsernniveråeffektbegrensninger. Begrensninger brukt etter tid på døgnet, tilpasset tariffens egne perioder for høy- og lavlast.
• Integrasjon med ladeplaner og prioriteringer. Topplastgrenser fungerer sammen med, ikke i stedet for, prioriteringslogikken som avgjør hvilke kjøretøy som lader først.
• Automatisk håndheving. Strømfordelingen beregnes på nytt i sanntid etter hvert som forholdene endrer seg, slik at depoet holder seg innenfor grensen uten manuell justering.

Utført på en god måte er dette usynlig for depotpersonalet i hverdagen. Systemet opprettholder taket; ingen behøver å overvåke et dashbord og manuelt begrense laderne klokken 23.

Business-case: Hva flåter faktisk sparer

Tallene er konsistente på tvers av depoter som går fra ukordinert til aktivt styrt lading:

• 10 til 15 prosent energikostnadsreduksjon fra lading utenom strømtoppene alene
• 15 til 25 prosent reduksjon av effekttopper gjennom smart lastbalansering
• € 8 000 til € 10 000 kombinerte månedlige besparelser per 100 busser
• Nettoppgraderinger som virket påkrevde ved 60 prosent elektrifisering, kan ofte utsettes til 85 til 90 prosent, og dermed unngå betydelige kapitalutgifter i mellomtiden

Det siste punktet betyr like mye for planleggingen som for månedsregningen. Koordinert lading reduserer ikke bare kostnadene, det kjøper tid før neste store infrastrukturinvestering faktisk er nødvendig.

Last ned e-boken: Forretningsrettferdiggjørelsen for smart ladestyring her.

Hva et ladestyringssystem trenger for effektiv topplastutjevning

Ikke alle styringssystemer for lading kan gjøre dette godt. For spesifikt å redusere effekttoppavgifter, istedenfor å bare tidsplane ladingen, må et system:

• Mål den totale depoefterspørselen i sanntid, ikke bare statusen til individuelle ladere
• Håndhev en effekttak automatisk og juster tildelingen på tvers av økter etter hvert som forholdene endrer seg, i stedet for bare å varsle noen når grensen nærmer seg
• Bruk det taket sammen med prioriteringslogikk, slik at grensen ikke bare kutter strømmen til den bilen som tilfeldigvis lader
• Støtt tidsplanlagte grenser som kan settes til å matche tariffstrukturer, ikke bare en enkelt statisk terskel

Dette er det som skiljer eit system som kan førebygge ein etterspurnadstopp, frå eit som berre kan rapportere om han i etterkant.

Kort sagt

En eneste uorkestrert time med lading kan definere kostnaden for en hel faktureringsperiode, uavhengig av hvor effektivt resten av depotet drives. Det er det som gjør dette annerledes enn et typisk energispareproblem: Målet er ikke å redusere det totale forbruket, men å endre formen på etterspørselskurven.

Lastbalansering, prioritering og topplastutjevning virker alle direkte på denne kurven, og holder depoets strømbehov stabilt i stedet for at det skyter i været når flåten ankommer. Hvis dette gjøres riktig, skjer det automatisk, natt etter natt, uten at depotpersonalet trenger å overvåke et dashbord eller ta manuelle avgjørelser under press.

For kjøretøyparker som allerede betaler for maksimale effektavgifter, er det vanligvis den raskeste tilgjengelige metoden for å redusere kostnadene, og en som gir god avkastning lenge før noen andre investeringer i depotet gjør det.