Laadpleinen zijn in opkomst. Ze bieden de mogelijkheid om laadpunten in de openbare ruimte te clusteren, het aantal benodigde netaansluitingen te verminderen en slim de beschikbare capaciteit te verdelen. Maar wat doen al die ladende auto’s met de spanningskwaliteit? En hoe is de benodigde stroom slim te verdelen binnen de capaciteit van het stroomnet? Om dat te onderzoeken deed ElaadNL metingen bij vijf laadpleinen in het kader van de Proeftuin Slimme Laadpleinen.
Voor netbeheerders is het van belang dat laadpleinen optimaal gebruik maken van de beschikbare hoeveelheid stroom. Dat kan door slim laden of Smart Charging. Daarnaast is het van belang dat het laden van meerdere voertuigen tegelijkertijd geen significante verstoringen van de spanningskwaliteit op het stroomnet veroorzaakt. Om te onderzoeken hoe dat in de praktijk gaat, zijn op laadpleinen in Utrecht, Zeist, Haarlemmermeer, Culemborg en Rotterdam geavanceerde meetinrichtingen geplaatst die over een langere periode de verstoringen in kaart hebben gebracht. Daarnaast zijn op twee laadpleinen, het laadplein te Zeist en dat in Culemborg, verdiepende tests uitgevoerd tijdens door ElaadNL georganiseerde test events.
Het laadplein in Zeist bestaat uit 40 laadplekken en is daarmee een van de grootste laadpleinen binnen het project Proeftuin Slimme Laadpleinen. Ideaal om te testen of het plein niet teveel stroom vraagt, ook bij hoge bezetting, en of al die ladende auto’s geen verstoringen in de spanningskwaliteit veroorzaken.
ElaadNL heeft daarom een testevent georganiseerd op 11 maart 2022, waarbij 40 vrijwilligers met hun elektrische voertuig naar het laadplein zijn gekomen om op te laden. Samen met projectpartners Total Energies en eNovates zijn vervolgens testen en metingen opgezet, waarbij het aantal voertuigen en de plaatsing van de voertuigen werd gevarieerd.
Het laadplein in Culemborg heeft, naast een aantal reguliere laadstations, ook een bi-directionele of V2X laadstation. Met deze kan ook stroom worden terug geleverd. Op deze manier kan de eigenaar zijn auto inzetten als energiebuffer, door bijvoorbeeld te laden als de energie goedkoop is en te ontladen als de prijs hoog is. ElaadNL heeft hier, samen met de fabrikant van het bi-directionele laadstation Venema en de backoffice ontwikkelaar Maxem, op 27 oktober 2022 testen uitgevoerd. Om te onderzoeken hoe het ontladen van een voertuig kan worden gematcht met het laden van een ander voertuig.
Qua verstoringen op het stroomnet lijkt de impact van laadpleinen beperkt. Er zijn wel verstoringen gemeten, maar deze overschrijden de limieten niet. Wel zijn er veel hoogfrequente, zogenaamde supraharmonische, verstoringen gemeten waarvoor nog geen emissienormen en limieten bestaan. De gedetailleerde metingen op het laadplein in Zeist maakten inzichtelijk dat deze verstoringen echter deels werden geabsorbeerd door de voertuigen zelf. Zodoende bleef de netimpact beperkt. Maar de auto’s zouden er zelf wel last van kunnen ondervinden. De energie in deze verstoringen kan namelijk zorgen voor laadproblemen en oververhitting van componenten.
Wat betreft het managen van de stroomvraag is er ook goed nieuws. Op de pleinen bleef door goed management en slim laden de totale hoeveelheid afgenomen stroom onder de maximale waarde. Wel zijn er nog verbeteringen mogelijk. Zo werd er op het laadplein in Zeist nog geen rekening gehouden met voertuigen die op 1 fase opladen. Op het stroomnet zijn 3 fases beschikbaar en zodoende blijven er bij het laden op 1 fase 2 fases onbelast. Deze vrije ruimte kan weer gebruikt worden om een andere 1 fase voertuig dat op 1 van de onbelaste fases laadt van extra stroom te voorzien. Hier ligt dus nog ruimte voor optimalisatie.
Tijdens de test in Culemborg bleek het mogelijk om met de energie vanuit een voertuig een ander voertuig te laden. Zodoende kan bijvoorbeeld sneller worden geladen zonder de belasting van de netaansluiting te overschrijden. Om een perfecte match te maken dient wel rekening gehouden te worden met onderlinge reactietijden en energieverliezen. als het ene voertuig sneller begint met laden dan het andere met ontladen, is er toch nog kortstondig energie uit het net nodig. En als het laden toch iets sneller gaat dan het ontladen, zal dit verschil in stroom alsnog via het net geleverd moeten worden. Dergelijke kortstondige overschrijdingen zullen op individuele schaal niet snel leiden tot overbelasting, maar zijn wel belangrijk om te voorkomen als dit in de toekomst grootschalig zou worden ingezet.
De onderzochte laadpleinen laten zien dat het idee van een laadplein voor de snelle uitrol van infrastructuur haalbaar is. De maximale stroom blijft onder de aansluitwaarde en er treedt geen grote verstoring van de spanningskwaliteit van het net op. Hierbij dient te worden aangetekend dat de gevolgen van langdurige opname van supraharmonische emissies door de voertuigen nog grotendeels onbekend zijn. Bij ElaadNL zijn wel casussen bekend van problemen vanwege deze emissies, maar een vervolgonderzoek op dit gebied is gewenst.
Verder is duidelijk geworden dat de inzet van V2X ready laadstations en voertuigen, welke bi-directioneel kunnen laden, kan worden gebruikt om de netaansluiting te ontlasten terwijl andere voertuigen opladen. Hier liggen nog wel verbeterpunten op het gebied van kleine mismatches in tijd en stroomhoogte. Verdiepend onderzoek, wellicht met inzet van een zelflerend algoritme, is hier ook gewenst.
Download het volledige testrapport met uitgebreide werkbeschrijving en de conclusies.
De Proeftuin Slimme Laadpleinen is onderdeel van de Nationale Agenda Laadinfrastructuur (NAL), gesubsidieerd door het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (I&W), ondersteund door Nationaal Kennisplatform Laadinfrastructuur NKL, het kennis- en innovatiecentrum van de netbeheerders ElaadNL en projectbureau Over Morgen. Een aantal rapporten over de bevindingen van het project komende de komende tijd nog beschikbaar.