Carregamento de veículos eléctricos - dimensionamento da instalação

[Afonso Duarte]

Post informativo com os dados de que dispomos.

• Potência contratada (garagem): 41,41kVA
• Número de pontos de carregamento: 5 (falta descrever quais as frações)
• Potência máxima de carregamento por posto: 3,7kVA, no meu caso tenho instalação preparada para 11kVA.
• Ciclo horário dos contadores: o contador do meu carregador é tetra-horário e segue os valores definidos pela EDP. Os restantes são de tarifa única e é aplicado um valor kWh de 0,19€ (feito com base em média das várias tarifas horárias)

Não sabemos a potência nominal de consumo da garagem, excluindo os pontos de carga. Vamos assumir 4kWh, sobrando 37kW.
Dando ainda uma margem de 10%, podemos assumir 34kW de potência disponível para postos de carga.

Tal permite 9 carregamentos simultâneos a 3,7kW.

Temos poucos pontos de carga e estatisticamente não carregam todos ao mesmo tempo.
Quando existirem mais pontos de carga terá que ser considerada uma solução de balanceamento de carga (reduzindo a potência de alguns postos para acomodar a potência disponível).

A potência instalada na garagem sempre esteve sobredimensionada, e parece adequada aos próximos anos.

Não faz sentido pensar em muitos carregamentos simultâneos dado que o mesmo sucede com esgotos - não se assume que todos os autoclismos vão funcionar em simultâneo.

[Afonso Duarte]

estive a fazer o ficheiro de controlo de modo a ser
a) escalável
b) preciso
c) simples de preencher
d) transparente

https://www.dropbox.com/s/kc3nrol4rqon0wv/Consumos%20VE%20Garagem.xlsx?dl=0 
NOTA: sugiro descarregar o ficheiro e abrir no computador. O leitor da dropbox deixa-o MUITO mal formatado.

Tem muita coisa e está algo complexo, mas a utilização parece-me simples o suficiente para não se perder mais de 30min/mês (incluindo tempo de recolha manual das contagens)

1. Ir à fatura EDP e recolher os valores variáveis mensais (ver sheet "Tarifa Mensal" para exemplo)
2. Existe uma sheet por condómino - introduzir a contagem actual por condómino
   1. Ver o exemplo da sheet AD para preenchimento de tetra-horário desde 2019

Criei sheets para outros condóminos com tarifa simples (apenas se mete um valor)

Limitações:

• Dado que os contadores estão offline e os ciclos de faturação fecham dia 12, é imprescindível que a contagem seja feita nesse dia (mais dia/menos dia)
• Falhando a contagem de um mês, é necessário ajustar as fórmulas uma a uma - ao que o melhor é não falhar.

Isto pode-se corrigir recorrendo a LOOKUP()

Sei que idealmente diríamos aos condóminos "É X € por kWh", mas as flutuações que têm existido tornam isto inviável.
A média deste mês é 0,16€ com IVA. Mas chegou aos 0.44€ ao que é arriscado fazer o jogo de tarifa fixa. E o preenchimento da folha com dados da fatura EDP faz-se uma vez por mês e demora 2min de copy/paste.
Verifiquei também que com estas alterações, já não me compensa o tetra-horário - simulei e poupo menos de 1€ por mês.

Sugiro que o pagamento seja a cada 2 meses, ainda que existam contagens mensais (ver limitações). São valores relativamente pequenos na esmagadora maioria dos condóminos.
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Entretanto aproveitei o mesmo ficheiro e fui recolher dados históricos de consumo para entender o consumo médio e sazonalidade.

Conclusões breves:

• O consumo médio deve estar abaixo de 1.5kW - importa valores antes de 2019 dado que depois começámos a ter carregamentos. Naturalmente há motores e bombas que terão picos de consumo e que se terá de acautelar
• Os meses de Junho a Agosto são os mais mortos (férias), e Setembro é o mais movimentado (regresso às aulas)
• Não entendo os picos de inverno.
• Dos 41kWh, tirando 3kWh para consumo interno (mesmo os picos de arranque de motores não farão disparar os disjuntores dado que são de relativa curta duração), temos potência suficiente para ~10 carros em carregamento simultâneo como indiquei acima.

Os híbridos são de pouca autonomia (50km) e poderão ser o maior problema. As baterias rondam os 13kWh, ou seja 13/3,7= menos de 4h de tempo de carga. Os eléctricos puros não carregam todos os dias - carrego o smart 1x por semana e o tesla a cada ~2 semanas (salvo raras excepções onde faço 1500km/semana).

Poderá pedir-se às pessoas que programem os carros para carregar de forma desfasada - por exemplo, lugares ímpares/lugares pares. Isto permitia carregar 20 carros por noite (a noite é o maior problema dado que de dia temos pouca gente no prédio) sem qualquer alteração de infraestrutura. Se for o caminho, para os abusadores pode-se colocar um relé e um relógio.
 
 

[Afonso Duarte]

Estou à espera de propostas para balanceamento de carga. Significa isto o seguinte:

- Assumimos que o consumo nominal na garagem são 2kW.
- Teoricamente temos 41 - 2 = 39 kW disponíveis para carregamentos.
- 39/3.7 são aproximadamente 10 veículos a carregar em simultâneo.

Mas e se houver um pico de consumo a garagem, tal como a desenfumagem que ocorre diariamente? O quadro dispara.

Para isso existem mecanismos de balanceamento de carga. O principio é simples:
- É feita a leitura do consumo no quadro
- É transmitido aos carregadores qual a potência que cada um tem disponível. No exemplo acima pode não ser 3.7 mas 3.2. Mas se os carregadores forem de 11kW, até os 11 poderão estar disponíveis.

Esta solução é escalável e muito interessante - mas requer um sistema de gestão centralizado e carregadores compatíveis que normalmente custam 600 a 1000€.

Uma solução intermédia pode passar por carregadores da Tesla que têm a melhor relação qualidade/preço do mercado (funcionam com qualquer marca) - e comunicam entre si. Custam ~500€ e permitem que 4 carregadores façam balanceamento de carga num mesmo disjuntor. Ver https://www.tesla.com/support/load-shar ... -connector 

Podemos assim seccionar, por exemplo, 4 pontos de carga de 11kW cada no total. Se só estiver um carro a carregar, tem os 11kW disponíveis. Se tiverem os 4, são 3.7kW.

Não tem dependência externa, nem gestão centralizada, e os custos são 100% dos condóminos - que na prática são obrigados a comprar carregadores compatíveis, e todos iguais,

Limitação: só podemos ter 3 ramais destes para um total de 12 carregadores. Logo, será adiar um problema.