3 Arten der DCFC-Site-Architektur

Die Planung und der Bau von Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EV) ist eine komplexe Aufgabe. Um ein sicheres und erfolgreiches Ladeerlebnis zu gewährleisten, gibt es verschiedene Hersteller und Systemkomponenten. Speziell für Gleichstrom-Schnellladestationen (DCFC) kann ein Ingenieur den Standort je nach gewünschter Ladeleistung, Projektbudget und verfügbarer elektrischer Kapazität auf unterschiedliche Weise gestalten.

Letztendlich gibt es drei Arten von DCFC-Standortarchitekturen: All-in-One, Split-System und integrierte Batterie. Jedes hat seine Vor- und Nachteile, einschließlich Gerätekosten, Ladeleistung und Installationskomplexität.

In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen den drei DCFC-Site-Architekturdesigns detailliert beschrieben und erläutert, welches Design für bestimmte Situationen am besten geeignet ist.

Alles in einem

Ein All-in-One-DCFC enthält, wie der Name schon sagt, die Leistungsmodule in derselben Einheit wie der Lastverteiler. Diese Art von DCFC ist sehr platzsparend, da kein separater Schaltschrank für Leistungsmodule (erhöht die Netzleistung) und Gleichrichter (wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um) erforderlich ist. Darüber hinaus ist ein All-in-One-Gerät im Allgemeinen kostengünstiger als andere DCFC-Typen.

Der Nachteil eines All-in-One-Geräts besteht darin, dass es normalerweise nur über eine begrenzte Leistung verfügt. Dies kann von Hersteller zu Hersteller variieren, im Allgemeinen ist die maximale Leistung jedoch auf etwa 25–240 kW begrenzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Energie nicht zwischen einer Kette benachbarter DCFCs geteilt werden kann, um die Last zu verwalten oder die Energie vor Ort zu optimieren.

Beliebte DCFC-All-in-One-Modelle sind die ABB Terra-Serie, Tritium PKM150 und Autel MaxiCharger DC Fast. Die Preise für All-in-One-DCFCs beginnen bei etwa 50.000 US-Dollar.

Vorteile :

• Niedrigere Kosten
• Minimale Stationsfläche

Nachteile:

• Begrenzte Leistungsabgabe
• Ineffiziente Energienutzung
• Reduzierung des Fahrzeugdurchsatzes

Ideale Standorte:

• Lebensmittelgeschäfte
• Mittelschweres Flottendepot (Busse, Transporter, Kastenwagen)
• Städtische Parkplätze

Split-System

Im Gegensatz zu einem All-in-One-DCFC umfasst ein Split-System, manchmal auch als verteiltes System bezeichnet, einen separaten Stromschrank und Lastverteiler. Obwohl diese Standortarchitektur mehr Platz beansprucht und mehr kostet als eine All-in-One-Architektur, eignet sie sich besser für Standorte, die eine hohe Ladeleistung sowie die Möglichkeit erfordern, die über mehrere Ladegeräte verfügbare Leistung über Lastmanagement zu optimieren. Typischerweise können an einen einzelnen Schaltschrank bis zu vier Lastverteiler angeschlossen werden. Über ein Lastmanagementsystem kann die Leistung an jedem der vier angeschlossenen Lastverteiler moduliert werden, um den Schaltschrank und/oder die Schaltanlage nicht zu überlasten. Mithilfe einer Split-System-DCFC-Architektur können Standorthosts sicherstellen, dass Elektrofahrzeuge so viel Strom erhalten, wie an den Standort geliefert wird, unabhängig davon, wo sie angeschlossen sind.

Da die Größe der Schaltschränke den Anforderungen vor Ort angepasst werden kann, können sie außerdem mehr Strom liefern als ein typischer All-in-One-DCFC. Dadurch können viele Schaltschränke über mehrere Verteiler hinweg 600 kW erzeugen. Darüber hinaus haben einige Hersteller ihre Schaltschränke so konzipiert, dass sie miteinander verbunden werden können, um den Strom noch effizienter zu verteilen. Insgesamt sind Split-System-DCFCs in der Lage, mehr als 350 kW pro Verteiler zu liefern, was derzeit die höchste Leistungsabgabe für leichte Elektrofahrzeuge darstellt.

Ein DCFC-Split-System ist bei Neuinstallationen sehr beliebt, insbesondere für Autobahnraststätten oder Gewerbestandorte. Zu den bemerkenswerten Split-System-DCFC-Modellen gehören Chargepoint Express Plus, BTC Gen4 Split System und Kempower Distributed DCFC. Die Preise für Split-System-DCFCs beginnen bei etwa 80.000 US-Dollar.

Vorteile :

• Hohe Ausgangsleistung
• Erhöhen Sie den Fahrzeugdurchsatz
• Effiziente Energienutzung

Nachteile:

• Hohe Kosten
• Große Bahnhofsfläche

Eingebauter Akku

Schließlich löst der in die Batterie integrierte DCFC ein spezifisches Problem, das für DCFC-Standorthosts ein Problem darstellen kann. Stromversorger berechnen Kunden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt während eines Abrechnungszeitraums einen bestimmten Leistungsschwellenwert überschreiten, Bedarfsentgelte. Bei DCFC-Standorten kann sich dies je nach der zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrauchten Energiemenge leicht auf Hunderte oder Tausende von Dollar pro Monat belaufen. Selbst wenn eine Ladestation im Monat nur eine Minute lang 350 kW verbraucht, wird dem Standortbetreiber für diese Leistungssteigerung eine Leistungsgebühr berechnet.

Um diese Bedarfsgebühren zu vermeiden, kann eine Batterie als Mittelwert zwischen dem Netzanschluss und dem Lastverteiler eingesetzt werden. Durch die Verlangsamung des Batterieladevorgangs kann der Website-Host bedarfsabhängige Gebühren vermeiden. Wenn ein Ladevorgang stattfindet, können die Batterie und die Ladegeräte ihre Leistung erhöhen, um dem Elektrofahrzeug den angeforderten Strom bereitzustellen. Ein weiterer Vorteil dieser Art von DCFC besteht darin, dass sie aufgrund der relativ geringen Netzanbindung häufig an Standorten installiert werden können, ohne dass eine Modernisierung der Stromversorgung erforderlich ist. Allein dadurch können Zehntausende Dollar eingespart werden.

Obwohl die Batterie als separate Einheit vom DCFC installiert werden kann, kann sie auch in den DCFC integriert werden. Ein batterieintegrierter DCFC verfolgt den Ansatz eines All-in-One-DCFC und erweitert die Stellfläche um eine Batterie. Obwohl ein batterieintegrierter DCFC Bedarfsgebühren vermeidet, benötigt er mehr Platz als ein herkömmlicher All-in-One-DCFC (jedoch weniger als ein Split-System-DCFC).

Darüber hinaus sind sie unter den drei verschiedenen DCFCS-Typen die teuersten. Dies ist auf den großen Akku zurückzuführen, der sich in der Ladeeinheit befindet. Ein weiterer Nachteil einer batterieintegrierten DCFC besteht darin, dass die DCFC nach vollständiger Entladung der Batterie Elektrofahrzeuge nur noch mit der netzgekoppelten Leistung aufladen kann, die typischerweise bei etwa 30 kW liegt. Hersteller geben an, dass diese DCFC-Typen bis zu 20 Elektrofahrzeuge pro Tag laden können.

Batterieintegrierte DCFC-Batterien reichen von 160 kWh bis 466 kWh. Was die Leistung betrifft, können batterieintegrierte DCFCs ein Elektrofahrzeug mit rund 200 kW versorgen. Zu den beliebten Modellen gehören die Freewire Boost 200- und die XCharge Net Zero-Serie. Die Preise für batterieintegrierte DCFCs beginnen bei etwa 170.000 US-Dollar.

Vorteile :

• Vermeiden Sie Versorgungsgebühren
• Geringer Platzbedarf der Station
• Vermeiden Sie Modernisierungen der Stromversorgung

Nachteile:

• Teurer
• Minimale Ladeleistung nach vollständiger Entladung des eingebauten Akkus

Letzte Gedanken

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