Elektrische auto laden met zonnepanelen: hoe haal je zoveel mogelijk uit je zonnestroom?

Elektrische auto laden met zonnepanelen: hoe werkt dat?

Een elektrische wagen laden met eigen zonnestroom klinkt eenvoudig: je zonnepanelen produceren elektriciteit en je laadpaal stuurt het overschot naar de auto.

In de praktijk is het iets complexer.

Een elektrische wagen begint namelijk niet vanaf eender welk vermogen te laden. Daarnaast spelen bij een driefasige installatie ook de verdeling over de fasen, het type omvormer en de regeling van de laadpaal een belangrijke rol.

Wie zoveel mogelijk rechtstreeks op zonne-energie wil laden, moet daarom niet alleen kijken naar het totale vermogen van zijn zonnepanelen.

Waarom begint een elektrische auto niet te laden bij een klein zonneoverschot?

Bij AC-laden geldt doorgaans een minimale laadstroom van ongeveer 6 ampère per actieve fase.

Bij een monofasige aansluiting op 230 V komt dat neer op ongeveer:

230 V × 6 A = 1.380 W

Je hebt dus ruwweg 1,4 kW beschikbaar vermogen nodig voordat de wagen monofasig kan beginnen laden.

Wanneer er minder zonneoverschot beschikbaar is, kan de laadpaal niet verder terugregelen en moet ze afhankelijk van de instellingen:

• stoppen met laden
• wachten tot er meer zonneproductie is
• of het ontbrekende vermogen van het elektriciteitsnet halen

Dit is een belangrijke reden waarom laden op uitsluitend zonnestroom tijdens bewolkte dagen regelmatig onderbroken kan worden.

Wat gebeurt er bij driefasig laden?

Bij driefasig laden geldt die minimale stroom per fase.

Bij ongeveer 230 V fasespanning en 6 A per fase kom je uit op:

3 × 230 V × 6 A ≈ 4,1 kW

Een wagen die op drie fasen laadt, heeft dus aanzienlijk meer vermogen nodig voordat hij aan het minimale laadniveau komt.

Daarom zijn laadpalen die automatisch kunnen schakelen tussen één en drie fasen interessant voor zonneladen.

Bij weinig zonneproductie kan de wagen bijvoorbeeld monofasig laden vanaf ongeveer 1,4 kW. Wanneer er later voldoende productie beschikbaar is, kan het systeem overschakelen naar driefasig laden.

Waarom kan een standaard driefasige omvormer minder gunstig zijn?

Een driefasige zonne-omvormer verdeelt zijn vermogen over de verschillende fasen.

Stel bijvoorbeeld dat je zonnepanelen op een bepaald moment 3 kW produceren.

Bij een symmetrische driefasige verdeling komt dat neer op ongeveer:

1 kW per fase

Wanneer je laadpaal op één fase probeert te starten en daarvoor ongeveer 1,4 kW nodig heeft, is het zonnevermogen op die specifieke fase nog onvoldoende.

De woning produceert in totaal wel 3 kW, maar de wagen kan daardoor nog niet volledig op het beschikbare zonnevermogen beginnen laden zonder bijkomende afname van het net.

Dat kan vooral voorkomen:

• vroeg in de ochtend
• laat in de namiddag
• tijdens bewolking
• in het voor- en najaar

Kan een asymmetrische installatie helpen?

Een mogelijke oplossing is om de productie niet uitsluitend via één grote driefasige omvormer te laten verlopen.

Bij sommige installaties kan een combinatie worden gemaakt van:

• een driefasige hoofdomvormer
• en een kleinere monofasige zonne-omvormer op de fase waarop de laadpaal monofasig laadt

Die monofasige omvormer kan ervoor zorgen dat op die specifieke fase sneller voldoende zonnevermogen beschikbaar is.

De elektrische wagen kan daardoor eerder beginnen laden wanneer de totale zonneproductie nog relatief laag is.

Later op de dag, wanneer de productie verder stijgt, kan een geschikte laadpaal eventueel overschakelen naar driefasig laden.

Een eenvoudig voorbeeld

Stel dat een driefasige omvormer op een bepaald moment 1,8 kW produceert.

Dat is ongeveer:

600 W per fase

Dat is te weinig om een elektrische wagen op één fase volledig op zonnestroom te laten starten.

Wanneer daarnaast een monofasige omvormer op dezelfde fase bijvoorbeeld nog 1 kW produceert, ontstaat daar ongeveer:

600 W + 1.000 W = 1.600 W

Dat kan voldoende zijn om de minimale laadstroom van de wagen te halen.

Je verandert dus niet noodzakelijk de totale hoeveelheid zonne-energie, maar wel hoe het beschikbare vermogen over de fasen verdeeld wordt.

Waarom niet gewoon twee grote monofasige omvormers plaatsen?

Op het eerste gezicht lijkt het eenvoudig om meerdere grote monofasige omvormers over verschillende fasen te verdelen.

Toch zijn daar enkele aandachtspunten aan verbonden.

1. Onbalans tussen de fasen

De netbeheerder legt grenzen op aan hoeveel vermogen asymmetrisch over de verschillende fasen mag worden verdeeld.

Voor meerfasige productie-installaties vermeldt Fluvius momenteel een maximaal totaal AC-omvormervermogen van 25 kVA zonder voorafgaande netstudie, met een maximale onbalans van 5 kVA per fase. Voor bepaalde bestaande installaties met groenestroomcertificaten gelden afzonderlijke grenzen, waaronder maximaal 10 kVA bij een driefasige aansluiting. Controleer daarom altijd welke regels op jouw specifieke installatie van toepassing zijn.

2. Back-up en noodstroom

Wanneer je een thuisbatterij gebruikt voor noodstroom, speelt de omvormerarchitectuur opnieuw een belangrijke rol.

Met losse monofasige systemen is niet automatisch de volledige driefasige woning beschikbaar tijdens een stroompanne.

Wil je ook bij netuitval meerdere fasen of bepaalde driefasige verbruikers voeden, dan moet het batterij- en back-upsysteem daar specifiek voor ontworpen zijn.

3. Vermogen op de verkeerde fase

Stel dat je zonnepanelen en batterij vooral vermogen leveren op L1, terwijl een grote verbruiker op L3 actief is.

De digitale meter kan gelijktijdige injectie en afname administratief verrekenen, maar fysiek loopt de stroom nog steeds via de verschillende fasen en het distributienet.

Daarom is een goede fasenverdeling technisch interessanter dan zomaar zoveel mogelijk productie op één of twee fasen plaatsen.

Wat met een thuisbatterij?

Een thuisbatterij kan zonneladen verder verbeteren.

Wanneer de zonnepanelen tijdelijk meer produceren dan de auto nodig heeft, kan het overschot worden opgeslagen. Wanneer een wolk passeert, kan de batterij tijdelijk helpen om het laadvermogen stabiel te houden.

Toch zijn er beperkingen.

Een batterij van bijvoorbeeld 10 kWh zegt alleen hoeveel energie ze kan opslaan. Het maximale laad- en ontlaadvermogen wordt bepaald door:

• het vermogen van de batterij-omvormer
• de batterijspanning
• de maximale batterijstromen
• het batterijmanagementsysteem

Een batterij van 10 kWh kan dus niet automatisch 10 kW vermogen leveren.

Slim laden is minstens even belangrijk als de zonnepanelen zelf

Voor een goede installatie is een laadpaal met dynamische sturing bijzonder nuttig.

Zo'n laadpaal meet voortdurend hoeveel elektriciteit je woning produceert en verbruikt en past het laadvermogen van de wagen automatisch aan.

Afhankelijk van het systeem zijn functies mogelijk zoals:

• laden uitsluitend met zonneoverschot
• laden met een combinatie van zon en netstroom
• automatisch schakelen tussen één en drie fasen
• rekening houden met het capaciteitstarief
• samenwerking met een thuisbatterij
• laden tijdens goedkope elektriciteitsuren

De beste installatie ontstaat daarom door zonnepanelen, omvormer, thuisbatterij, laadpaal en EMS als één geheel te bekijken.

Is een speciale omvormeropstelling altijd nodig?

Nee.

Voor veel woningen werkt een klassieke driefasige zonne-installatie in combinatie met een slimme laadpaal uitstekend.

Een asymmetrische uitbreiding wordt vooral interessant wanneer je:

• zoveel mogelijk kleine zonneoverschotten wilt benutten
• regelmatig overdag thuis laadt
• een groot zonnepanelenvermogen hebt
• een bestaande zonne-installatie wilt uitbreiden
• ook tijdens minder zonnige periodes zo vroeg mogelijk wilt beginnen laden

De optimale configuratie verschilt daarom van woning tot woning.

Conclusie

Wie zijn elektrische auto met zonnepanelen wil laden, moet verder kijken dan alleen het totale aantal zonnepanelen.

Een wagen heeft een minimaal laadvermogen nodig van ongeveer 1,4 kW monofasig en ongeveer 4,1 kW driefasig. Daardoor kan een lage of sterk verspreide zonneproductie onvoldoende zijn om het laden te starten.

Een slimme fasenverdeling, een laadpaal die tussen één en drie fasen kan schakelen en eventueel een combinatie van een driefasige en monofasige omvormer kunnen ervoor zorgen dat meer van je beschikbare zonne-energie rechtstreeks in de wagen terechtkomt.

De juiste oplossing hangt af van je netaansluiting, zonnepanelen, omvormers, laadpaal, thuisbatterij en dagelijks verbruiksprofiel.

Laadpaal en zonnepanelen laten installeren in Ninove en omgeving?

GWE installeert en configureert zonnepanelen, slimme laadpalen, thuisbatterijen en EMS-systemen voor woningen en kleine ondernemingen.

Vanuit Ninove helpen we klanten in onder andere Aalst, Geraardsbergen, Denderleeuw, Haaltert, Liedekerke en omliggende gemeenten.

Bij een installatie bekijken we niet alleen het vermogen van de laadpaal, maar ook de fasenverdeling, zonnepanelenproductie, omvormer, thuisbatterij en energiesturing. Zo kan je elektrische wagen zoveel mogelijk gebruikmaken van je eigen zonnestroom.