Die zunehmende Anzahl von Elektrofahrzeugen führt zu einem wachsenden Bedarf an leistungsfähiger Schnellladeinfrastruktur. Besonders Ladeparks mit Ladepunkten von 150 kW, 300 kW und 400 kW benötigen eine sorgfältig geplante Energieversorgung. Ein passend dimensionierter Transformator Schnellladestation sorgt dafür, dass die erforderliche elektrische Leistung zuverlässig bereitgestellt werden kann.
Warum die Transformatorleistung wichtig ist
Eine Schnellladestation kann innerhalb kurzer Zeit eine große elektrische Leistung aufnehmen. Werden mehrere Ladepunkte gleichzeitig betrieben, steigt der gesamte Leistungsbedarf entsprechend an.
Bei einem Ladepunkt mit 150 kW ist die erforderliche Leistung deutlich geringer als bei einem Ladepunkt mit 400 kW. Deshalb muss die Transformatorauslegung immer anhand der konkreten Anzahl und Leistung der vorgesehenen Ladestationen erfolgen.
150 kW Ladepunkte
Ladepunkte mit 150 kW werden häufig für Schnellladeanwendungen eingesetzt. Bei mehreren Stationen kann sich auch hier ein erheblicher Gesamtleistungsbedarf ergeben.
Bei beispielsweise vier Ladepunkten mit jeweils 150 kW beträgt die rechnerische maximale Ladeleistung 600 kW. Für die tatsächliche Transformatorauslegung müssen zusätzlich der Gleichzeitigkeitsfaktor, das Ladeverhalten und weitere Verbraucher berücksichtigt werden.
300 kW Ladepunkte
Bei 300 kW pro Ladepunkt steigt der Leistungsbedarf deutlich. Bereits mehrere gleichzeitig aktive Ladestationen können eine Versorgung im Megawattbereich erforderlich machen.
Bei beispielsweise vier Ladepunkten mit jeweils 300 kW ergibt sich eine rechnerische maximale Ladeleistung von 1200 kW. Die tatsächliche Auslegung des Transformators sollte jedoch auf einer detaillierten Analyse des Ladeprofils und der Netzbedingungen basieren.
400 kW Ladepunkte
400 kW Ladepunkte stellen besonders hohe Anforderungen an die Energieversorgung. Sie eignen sich insbesondere für leistungsstarke HPC Ladeparks und Anwendungen, bei denen kurze Ladezeiten eine wichtige Rolle spielen.
Bei mehreren 400 kW Ladepunkten kann die benötigte Gesamtleistung sehr schnell mehrere Megawatt erreichen. Deshalb ist eine professionelle Planung von Transformator, Mittelspannungsanschluss und weiterer Energieinfrastruktur besonders wichtig.
Gleichzeitigkeitsfaktor berücksichtigen
Nicht alle Ladepunkte müssen jederzeit mit ihrer maximalen Leistung betrieben werden. Der Gleichzeitigkeitsfaktor beschreibt, wie wahrscheinlich es ist, dass mehrere Ladepunkte gleichzeitig ihre maximale Leistung abrufen.
Durch die Berücksichtigung dieses Faktors kann die erforderliche Transformatorleistung realistischer bestimmt werden. Dadurch lässt sich eine unnötige Überdimensionierung vermeiden, während gleichzeitig eine zuverlässige Versorgung gewährleistet werden kann.
Leistungsreserven einplanen
Ein Ladepark kann nach der Inbetriebnahme erweitert werden. Zusätzliche Ladepunkte oder leistungsstärkere Schnellladestationen können den zukünftigen Energiebedarf erhöhen.
Deshalb sollte bereits bei der Planung geprüft werden, welche Erweiterungen vorgesehen sind. Ausreichende Leistungsreserven können dazu beitragen, dass der vorhandene Transformator auch bei einem späteren Ausbau weiter genutzt werden kann.
Mittelspannungsanschluss für große Ladeparks
Bei leistungsstarken Schnellladeparks reicht ein herkömmlicher Niederspannungsanschluss häufig nicht aus. In solchen Fällen kann die Versorgung über das Mittelspannungsnetz erfolgen.
Typische Netzspannungen können beispielsweise 10 kV oder 20 kV betragen. Der passende Mittelspannungstransformator muss auf die vorhandene Netzspannung und die benötigte Leistung abgestimmt werden. Für hohe Ladeleistungen ist ein zuverlässig ausgelegter Transformator Schnellladestation ein wichtiger Bestandteil der technischen Infrastruktur.
Lastmanagement einsetzen
Ein intelligentes Lastmanagement kann die verfügbare Leistung auf die einzelnen Ladepunkte verteilen. Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden, kann die Ladeleistung entsprechend den aktuellen Anforderungen gesteuert werden.
Dadurch lassen sich Leistungsspitzen reduzieren und die vorhandene Netzkapazität effizienter nutzen. Bei der Transformatorplanung sollte daher berücksichtigt werden, ob ein Lastmanagement vorgesehen ist.
Batteriespeicher und Photovoltaik berücksichtigen
Batteriespeicher können bei Schnellladeparks zur Unterstützung der Energieversorgung eingesetzt werden. Sie können beispielsweise bei kurzfristigen Leistungsspitzen zusätzliche Energie bereitstellen.
Auch Photovoltaikanlagen können in das Energiekonzept integriert werden. Der erzeugte Solarstrom kann für den Ladebetrieb genutzt oder zusammen mit einem Batteriespeicher eingesetzt werden.
Die Auswirkungen dieser Systeme auf den Netzbezug sollten bereits bei der Planung berücksichtigt werden.
Auswahl der passenden Transformatorbauart
Je nach Standort und technischen Anforderungen können Öltransformatoren oder Gießharztransformatoren eingesetzt werden.
Bei der Auswahl spielen unter anderem Brandschutz, Kühlung, Geräuschentwicklung, Platzbedarf und die Bedingungen am Aufstellort eine Rolle. Die Transformatorbauart sollte deshalb auf die individuellen Anforderungen des Ladeparks abgestimmt werden.
Abstimmung mit dem Netzbetreiber
Eine frühzeitige Abstimmung mit dem zuständigen Netzbetreiber ist bei leistungsstarken Schnellladeprojekten besonders wichtig. Dabei werden unter anderem Netzspannung, verfügbare Anschlussleistung und technische Anschlussbedingungen geklärt.
Die Ergebnisse dieser Abstimmung bilden eine wichtige Grundlage für die Dimensionierung des Transformators und die Planung der Trafostation.
Welche Daten für die Auslegung benötigt werden
Für eine genaue technische Planung sollten möglichst früh die wichtigsten Projektdaten vorliegen. Dazu gehören die Anzahl der Ladepunkte, deren jeweilige Ladeleistung und die gewünschte Anschlussleistung.
Zusätzlich werden Informationen zur Netzspannung, zum Aufstellort, zum Ladeprofil und zum geplanten Inbetriebnahmetermin benötigt. Auch geplante Erweiterungen, Lastmanagement, Batteriespeicher und Photovoltaikanlagen sollten berücksichtigt werden.
Zusammenfassung
Die richtige Dimensionierung eines Transformator Schnellladestation ist entscheidend für eine zuverlässige Energieversorgung moderner Ladeparks. Bei 150 kW Ladepunkten können bereits mehrere Stationen einen hohen Leistungsbedarf erzeugen. Bei 300 kW und 400 kW Ladepunkten steigt die erforderliche Leistung entsprechend weiter an.
Für die genaue Auslegung müssen nicht nur die maximalen Ladeleistungen betrachtet werden. Ebenso wichtig sind die Anzahl der Ladepunkte, der Gleichzeitigkeitsfaktor, das typische Ladeverhalten und mögliche zukünftige Erweiterungen.
Bei größeren Ladeparks können ein Mittelspannungsanschluss und ein entsprechend ausgelegter Mittelspannungstransformator erforderlich sein. Lastmanagement, Batteriespeicher und Photovoltaikanlagen können zusätzlich in das Energiekonzept integriert werden.
Eine sorgfältige Planung von Transformator, Trafostation und Ladeinfrastruktur schafft die Grundlage für einen zuverlässigen, effizienten und langfristig erweiterbaren Betrieb von Schnellladestationen.
