Pienjänniteliittymän mitoitus sähköautoiluun siirryttäessä : kiinteistön pääsulakkeiden mitoitus

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, miten sähköautoiluun siirtyminen vaikuttaa tyypillisen suomalaisen jo olemassa olevan kiinteistön pienjänniteliittymän pääsulakkeiden mitoitukseen. Tavoitteena oli selvittää, riittävätkö olemassa olevat pääsulakkeet, vai tuleeko pääsulakekokoa kasvattaa. Aihe on ajankohtainen, sillä erityisesti täyssähköautojen rekisteröinnit ovat huimassa kasvussa lähivuosina. Työssä tarkasteltiin yhden ja kahden sähköauton käyttöä taloudessa, sekä kuormanhallinnan vaikutusta mitoitukseen. Mitoituksen periaatteet pohjautuvat alan julkaistuihin suosituksiin ja määräyksiin, kuten ST13.31 Rakennusten sähköverkon ja pienjänniteliittymän mitoittaminen dokumenttiin. Sähköauton latausratkaisuiden lähtökohtana laskelmissa oli käytössä joko staattinen tai dynaaminen kuormanhallinta. Pääsulakkeet mitoitettiin kahdessa erilaisessa tapauksessa. Kiinteistön kuormat ja niiden tehot laskettiin ja taulukoitiin. Laskelmat tehtiin kolmella eri tavalla sekä yhden auton (tapaus A) että kahden auton (tapaus B) tapauksessa, ja tuloksia vertailtiin keskenään. Laskelmat tehtiin ensin huomioimalla järjestelmä- ja laitekohtaisesti kaikki kiinteistön sähkönkulutus. Koska huonekohtaisia huonekortteja ei ole saatavilla, on kiinteistön sähkölaitteiden sähkönkulutus arvioitu. Laskelmat tehtiin myös käyttämällä kokemusperäistä kaavaa. Tapauksessa A talouteen hankitaan yksi täyssähköauto, jolla ajetaan 150 km vuorokaudessa ympäri vuoden. Tapauksessa B talouteen hankitaan kohdan A mukainen auto, jolla ajetaan ja jota ladataan kuten kohdassa A. Tapauksessa B talouteen hankitaan lisäksi toinen täyssähköauto, jolla ajetaan 40 km vuorokaudessa arkipäivisin. Molemmissa tapauksissa pienjänniteliittymän mitoitusta laskettaessa lataustehoissa huomioidaan arvioitu talviajan sähkönkulutus. Esimerkkikiinteistönä laskelmissa on sähkölämmitteinen 190m^2 omakotitalo, jossa on 3x25 A pääsulakekoko ja erillinen autotalli. Tarkastelun tuloksena voidaan todeta, että monessa tapauksessa pienjänniteliittymän pääsulakekokoa ei ole tarvetta kasvattaa, mikäli sähköauton latausratkaisu toteutetaan dynaamista kuormanhallintaa käyttäen. Joissain tapauksissa vähäisillä ajomäärillä voitaisiin olemassa oleva pääsulakekoko säilyttää myös käyttämällä staattista kuormanhallintaa. Ajomäärien kasvaessa suureksi, erityisesti usean sähköauton tapauksessa, voisi olla perusteltua suurentaa pääsulakekokoa, jotta vältyttäisiin liittymän ylikuormitukselta. Työn tuloksia ei voida käyttää sellaisenaan minkään yksittäisen kiinteistön tapauksessa mietittäessä sähkön riittävyyttä sähköautoiluun siirryttäessä, koska kiinteistön tekniset ominaisuudet ja asukkaiden käyttötottumukset vaikuttavat suuresti pääsulakkeiden mitoitukseen. Tuloksia voidaan kuitenkin käyttää tukena päätöksenteossa, kun taloudessa mietitään, millaisia teknisillä ratkaisuilla sähköautoiluun siirtyminen on mahdollista. Avainsanat Sähköautoilu, pienjänniteliittymä, pääsulake, kuormanhallinta