Elektrisch rijden is slim. Het is nog slimmer de elektrische auto zo efficiënt mogelijk op te laden. Met Smart Charging of Slim Laden wordt de beperkt beschikbare laadcapaciteit verdeelt, zonder dat elektrische rijders hier last van hebben. Op deze manier wordt voorkomen dat het elektriciteitsnet overbelast raakt en blijft het laden van elektrische auto’s betaalbaar.
Wat is Smart Charging?
Smart Charging maakt het slim laden van elektrische auto’s voor iedereen toegankelijk. ‘Slim’ is hierbij een nogal breed begrip. Het betekent dat er slim wordt omgaan met de beschikbare netcapaciteit, zodat consumenten altijd op tijd hun accu kunnen volladen. Zelfs wanneer grote groepen consumenten tegelijkertijd op dezelfde plek willen laden. Bij het laden wordt ook rekening gehouden met dynamisch variërende stroomprijzen en met het lokale aanbod van duurzame energie, uit bijvoorbeeld zonnepanelen. Hierbij worden de wensen van de elektrische rijder niet uit het oog verloren. Met het toepassen van al deze zaken wordt het natuurlijk pas echt slim!
Waarom Smart Charging?
De aankomende jaren zullen er steeds meer elektrische auto’s op de weg verschijnen en zal de batterijtechnologie een volgelvlucht krijgen. Hierdoor komt er steeds meer druk te liggen op het elektriciteitsnet en de maximale capaciteit van de meterkast. Het verhogen van de capaciteit van de meterkast thuis kost 800 tot 1200 euro extra aan vastrecht. Bij kantoren of parkeergarages kan dit veel hoger oplopen door de aanleg van extra koper of transformatorstation. Ook op landelijk niveau is dit een probleem. Voor de netbeheerders is de verwachting dat de investeringen in het elektriciteitsnet de komende jaren in de miljarden loopt. Met slimme ICT-toepassingen zorgen netbeheerders ervoor dat het netwerk kan blijven voldoen aan de stroomvraag van de gebruikers. Het Smart Charging wordt ingespeeld op individuele en grootschalige laadbehoeftes, waarbij rekening wordt gehouden met het lokaal opwekken van duurzame energie en het vermijden van piekmomenten in het elektriciteitsnet.
Hoe werkt Smart Charging?
De beheerder van het elektriciteitsnetwerk zorgt ervoor dat energie wordt getransporteerd. Voor hen is het belangrijk om te voorkomen dat een kabel overbelast raakt waardoor huishoudens en laadpalen zonder stroom komen te zitten. De beheerder geeft door hoeveel stroom elektrische auto’s kunnen gebruiken. ’s Nachts is er meer ruimte over op het net dan overdag. Deze informatie wordt gedeeld via het Open Smart Charging Protocol (hier komen we later in dit artikel op terug).
De operator stuurt de laadpaal aan. Deze rol wordt ingevuld door een partij die een contract heeft met een energieleverancier en elektrische rijders als directe klant heeft, oftewel door een partij die zelf geen klanten heeft mar alleen de laadpalen aanstuurt. Een operator kan van meerdere partijen signalen ontvangen: van een netbeheerder, maar bijvoorbeeld ook van een energieleverancier of klant. Op basis van deze signalen wordt een laadplan samengesteld.
Een Local Controler – een kastje in of buiten de laadpaal – zet het laadplan van de operator door naar de elektrische auto. De elektrische rijder bepaald met hoeveel stroom zijn batterij wordt opgeladen. Hierbij kan het maximum dat de Local Controller aangeeft niet worden overschreden.
Open Smart Charging Protocol
Het Open Smart Charging Protocol (OSCP) bepaalt heel precies welke signalen er vanuit de netbeheerder naar de operator gestuurd kunnen worden en op welke manier. Door afspraken te maken hoe deze berichten eruit moeten zien weet iedereen aan welke eisen hij moet voldoen om mee te kunnen doen in het Smart Charging Proces. Op deze manier weet iedereen de spelregels en kan er optimaal worden samengewerkt. De netbeheerder weet de maximum belasting van de kabel waarop elektrische auto’s worden geladen. Op basis van weersinformatie en statistische gegevens, wordt een 24 uur voorspelling gemaakt van de benodigde energie per kwartier.
De operators gaan vervolgens kijken hoe zij de capaciteit over de verschillende auto’s willen verdelen. Hierbij kan rekening worden gehouden met het feit dat sommige auto’s een bijna lege accu hebben of snel weer weg moeten en andere juist niet. Ook kan rekening worden gehouden met actuele stroomprijzen. Op basis van al deze signalen maken zij de rekensom over het verdelen van capaciteit. Vervolgens sturen ze aan elke Local Controller op die kabel door hoe de auto’s aangestuurd moeten worden. Het uitgangspunt van Smart Charging is dat de operator het sommetje altijd zo kan maken dat alle auto’s op tijd weer volgeladen zijn. Als er zo weinig capaciteit beschikbaar is dat dit niet kan, moet de netbeheerder er voor zorgen dat er meer kabels worden gelegd.
De Local Controller hoort van de operator hoe hij de laadpalen moet aansturen en zorgt ervoor dat dit zoveel mogelijk lokaal wordt geregeld. Het kan voorkomen dat de Local Controller geen verbinding heeft met de operator. In dit geval maakt de laadpaal (Local Controller) de berekening zelf. Dit sommetje zal wel wat minder intelligent zijn omdat deze niet alle gegevens heeft die de operator heeft, maar je auto wordt in ieder geval wel opgeladen!
Tot slot kan de auto nog zijn eigen plan maken binnen de ruimte die hij van de Local Controller krijgt. Als de accu bijna vol is zal een auto meestal minder hard gaan laden omdat dat beter is voor de accu. Op dat moment wordt niet alle capaciteit gebruikt die hij krijgt. In die situatie kan de auto aan de Local Controller laten weten dat deze deel van de capaciteit aan een andere auto kan geven.
Praktijkvoorbeelden duurzaam netwerk
- Pilot Jouw Energie Moment; een onderzoek in Breda en Zwolle om erachter te komen hoe Enexis het energienet het best kan inrichten en in hoeverre consumenten bereid zijn om hun elektrische auto flexibel te laden.
- Pilot Smart Storage in Etten-Leur; Enexis slaat als eerste netbeheerder elektriciteit op in een openbaar net.
- EcoNexis huis; het demohuis van Enexis in Zwolle dat nu al onafhankelijk is van fossiele brandstoffen en aangesloten is op een slim energienet.
- High Tech Campus (HTC) Eindhoven; the world’s smartest grid; Enexis zorgt op deze locatie voor de intelligentie waardoor het net en daarmee de laadpalen ‘slim’ worden. Door middel van Smart Charging op grote schaal, kan duurzame energie voorrang krijgen op het net en het aantal elektrische auto’s op de HTC groeien, zonder grote investeringen in het netwerk.
- Utrechtse wijk Lombok; proef met elektrische auto als batterij voor zonne-energie.
| Type Smart Charging | Laden op basis van | Wie bespaart? | Voorbeeld |
|---|---|---|---|
| Statisch | Vast ingestelde waarde | Laadpunthouder | Parkeergarage met meerdere laadstations |
| Dynamisch | Beschikbare capaciteit in meterkast, opgewekte zonne-energie en prioriteit gebruiker | Laadpunthouder | Huis of kantoor die de meterkast niet wilt verzwaren |
| Op netniveau | Voorspelde capaciteit per kwartier in een regio | Netbeheerder | Openbare laadpalen |
Oplossingen
Er zijn verschillende laadpalen met Local Controllers op de markt. De controller stuurt het laadvermogen van een of meerdere laadpunten aan. Het kastje wordt vaak inde meterkast geïnstalleerd en met naast het huisverbruik ook eventueel de opbrengst van zonnepanelen.
Niet allen is er door dynamisch Smart Charging meer vermogen beschikbaar voor de auto waardoor de auto sneller geladen wordt zonder dure netverzwaring.Door de aanwezigheid van de controller kunnen er ook zonnepanelen, warmtepompen of huisaccu’s worden aangesloten. Vraag en aanbod van duurzame energie kunnen dan op elkaar worden afgestemd waardoor de auto een belangrijk onderdeel wordt in de transitie van een volledig duurzame energievoorziening.
