Pianificare la gestione delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici

Questo articolo descrive la pianificazione dell'installazione. Per la messa in opera sul posto e la configurazione delle attrezzature sulla piattaforma Climkit, fare riferimento ai link alla fine dell'articolo.

1. Gestione delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici - installazione tipo

Il caso standard illustrato in questa sezione consiste nell'installazione di un'infrastruttura di base in un edificio già dotato o dotato simultaneamente della soluzione Climkit per la gestione dell'elettricità e del conteggio nell'ambito di un RCP con un'unica introduzione alla rete di distribuzione.

Il sistema consiste nell'installazione di stazioni di ricarica nel parcheggio collettivo dell'edificio. Le stazioni comunicano con il Gateway Climkit tramite una rete LAN (cablata o Wi-Fi) e utilizzano il protocollo di comunicazione standard OCPP.

Grazie a questa comunicazione, il Gateway Climkit regola la potenza disponibile allocata alle stazioni in funzione dell'energia disponibile e gestisce gli accessi degli utenti che si identificano tramite badge RFID.

Altre varianti di installazione sono illustrate più avanti nella sezione "Altre configurazioni a seconda del tipo di sito".

Schema di collegamento standard con RCP

Cavo piatto

Si raccomanda di installare un cavo piatto per portare l'elettricità a ogni posto auto. Questa soluzione facilita l'installazione progressiva di stazioni di ricarica man mano che i residenti desiderano dotarsene. Questo approccio corrisponde al livello C1 della norma SIA 2060.

Collegamento elettrico

Il cavo piatto è alimentato dal quadro elettrico tramite un interruttore magnetotermico 3P+N di massimo 63A.

Il collegamento si effettua nel modo seguente:

• Una partenza dedicata nel quadro elettrico con un interruttore di 63A
• Un contatore dedicato installato allo stesso livello dei contatori degli altri consumatori (a valle del contatore di ingresso e mai a valle del contatore delle parti comuni)

Ogni partenza corrisponde a una zona di distribuzione. Sebbene il numero di stazioni per zona sia tecnicamente illimitato, si consiglia di non superare le 30 stazioni per zona e di prevedere una partenza supplementare oltre tale soglia.

Il Gateway legge l'amperaggio istantaneo del contatore di ingresso e regola la potenza di ricarica delle stazioni di conseguenza, per evitare lo scatto dell'interruttore generale o dell'interruttore della zona.

Implementazione della rete IP e Wi-Fi

Gli access point Wi-Fi sono posizionati per coprire l'intero parcheggio con un segnale sufficiente. La loro distribuzione tiene conto dell'attenuazione del segnale causata da canaline, impianti a soffitto e veicoli parcheggiati, al fine di garantire una connessione stabile per le stazioni.

Offerta Climkit

L'offerta standard Climkit raggruppa gli elementi necessari al funzionamento del sistema: attrezzature hardware, funzionalità software, nonché le prestazioni legate alla messa in servizio.

Tutto l'hardware viene fornito preconfigurato per semplificare l'installazione e garantire la corretta comunicazione dei contatori.

• Attrezzature dell'infrastruttura di base:
  • Router LAN o router 4G
  • Switch PoE
  • Gateway Climkit
  • Access point Wi-Fi (minimo 2)
  • Controller degli access point Wi-Fi
  • Modulo I/O per il distacco del carico delle stazioni tramite il contatore del GRD
• Stazione/i di ricarica individuale/i
• Funzionalità software:
  • Gestione delle stazioni e regolazione dinamica dei carichi
• Prestazioni di messa in servizio:
  • Configurazione e messa in servizio dell'infrastruttura di base
  • Configurazione e messa in servizio di ogni stazione di ricarica
  • Messa in servizio amministrativa

Tutti i prodotti vengono ordinati direttamente presso Climkit.

Nella maggior parte dei casi, l'installazione può essere eseguita dall'installatore senza l'intervento in loco di un tecnico Climkit.

In caso di necessità durante la messa in servizio, è disponibile un'assistenza telefonica.

Dettagli delle attrezzature utilizzate

Router LAN o 4G

Una connessione Internet è indispensabile per il funzionamento del sistema. Se non è disponibile alcuna connessione, Climkit può fornirla tramite un router 4G dotato di una scheda SIM attiva multi-operatore.

Se esiste già una connessione Internet, viene sistematicamente fornito un router LAN Climkit.

Il router LAN o 4G consente di creare una rete IP dedicata alla quale si collegano tutte le attrezzature del sistema (gateway, stazioni di ricarica e access point Wi-Fi), consentendo un'amministrazione indipendente.

L'uso del router 4G TRB140 di Climkit presenta diversi vantaggi:

• Installazione semplificata: il router si installa facilmente all'interno del quadro elettrico, direttamente sulla guida DIN
• Fornitura completa: fornito con supporto per guida DIN e alimentatore 24V DC
• Pronto all'uso: consegnato preconfigurato con scheda SIM attivata
• Abbonamento 4G economico: connessione Internet a basso costo

  

  

  Link utile: Scheda tecnica Router TRB140

Nel caso di un router LAN, Climkit fornisce il router preconfigurato Teltonika RUT301 con 4 porte LAN + 1 WAN. Viene fornito con supporto per guida DIN e alimentatore per guida DIN 24V DC.

Switch PoE

Per le attrezzature Ethernet che richiedono l'alimentazione PoE, è necessario uno switch PoE.

Consente di alimentare direttamente il Gateway, il controller e gli access point Wi-Fi tramite il cavo Ethernet, senza alimentazione elettrica supplementare.

Modello fornito da Climkit: Teltonika TSW200 (o equivalente), con 8 porte Ethernet PoE e 2 porte SFP in fibra ottica. Fornito con supporto per guida DIN e alimentatore per guida DIN 48V DC, 150 W.

Gateway Climkit

Il Gateway Climkit gestisce le stazioni localmente e assicura la comunicazione con la piattaforma Climkit. La sua interfaccia Ethernet consente la connessione alla rete IP e l'interazione con le stazioni tramite il protocollo OCPP. La sua interfaccia RS485 consente la lettura dei contatori, in particolare di quello di ingresso, tramite il protocollo Modbus.

Il Gateway si installa direttamente nel quadro elettrico sulla guida DIN.

Gateway Climkit installato in un quadro elettrico con il router 4G TRB140, lo switch PoE TSW200 e il modulo I/O.

Access point Wi-Fi

Gli access point Wi-Fi creano una rete wireless che copre l'intero parcheggio, consentendo di collegare le stazioni di ricarica senza cablaggio aggiuntivo.

Il raggio di copertura raccomandato per ogni access point è di circa 15 m, pari a circa due file di 10 posti auto contrapposti. In pratica, gli ostacoli (pareti, materiali, veicoli) riducono notevolmente la portata. Per garantire una connessione stabile e ridondante, vengono sistematicamente forniti almeno 2 access point. A titolo indicativo, un parcheggio da 80 a 100 posti richiede da 4 a 6 access point, a seconda della configurazione e degli ostacoli presenti.

Controller degli access point Wi-Fi

Il controller TP-Link Omada OC200 ottimizza la rete Wi-Fi e gestisce la connessione dei dispositivi ai vari access point.

Si installa facilmente sulla guida DIN nel quadro elettrico ed è alimentato esclusivamente via PoE tramite lo switch Ethernet PoE.

Genera inoltre avvisi in caso di guasto di un access point o di zone coperte in modo insufficiente dal segnale Wi-Fi.

Modulo I/O a relè

Il modulo I/O WP8024 viene fornito con un alimentatore per guida DIN 24V DC e si collega al Gateway Climkit tramite RS485-Modbus.

L'ingresso digitale n° 1 è collegato al relè di distacco del carico delle stazioni sul contatore di ingresso del GRD: quando il contatore apre il relè, l'ingresso si disattiva e il Gateway interrompe immediatamente la carica dei veicoli elettrici.

Fornito con alimentatore per guida DIN 24V DC.

2. Stazione di ricarica

Climkit fornisce una stazione di ricarica da 22 kW, a seconda della disponibilità l'ABB Terra AC o la Hager Witty Pro, installabile sia all'interno che all'esterno. Integra tutte le funzionalità di una stazione intelligente per una ricarica ottimizzata e flessibile.

Forte di diverse centinaia di stazioni installate e gestite da Climkit dal 2021, questo modello ha dimostrato la sua affidabilità grazie alla facilità di installazione, alla durata e alla versatilità (parcheggi collettivi, edifici, aziende, stazioni pubbliche, installazioni residenziali).

Prima della consegna, Climkit esegue la preparazione completa di ogni stazione: aggiornamento del firmware e configurazione in base alle esigenze specifiche di ciascun sito. I tecnici Climkit sono formati e pronti a fornire tutto il supporto necessario per l'installazione e la messa in servizio.

Grazie alle sue scorte fornite, Climkit è in grado di consegnare il numero di stazioni necessario per ogni progetto in pochi giorni.

Nella fase operativa, la gestione e il supporto clienti sono semplificati con una stazione fornita da Climkit, qualunque sia il modello, poiché qualsiasi problema può essere gestito direttamente da Climkit in garanzia e senza ricorrere all'installatore.

Caratteristiche tecniche della stazione

• Potenza massima di 22 kW
• Connessione Wi-Fi, Ethernet o 4G
• Lettore di badge RFID
• Contatore di energia integrato
• Comunicazione tramite protocollo standard OCPP
• Possibilità di collegamento Ethernet in serie (daisy-chain)

Funzionalità con la soluzione Climkit

Combinata con la soluzione Climkit per la gestione dell'elettricità, la stazione offre:

• Gestione dinamica della potenza di ricarica in funzione della potenza disponibile
• Gestione degli utenti tramite badge RFID e fatturazione individuale dell'energia consumata
• Ottimizzazione dell'autoconsumo ricaricando esclusivamente con l'energia solare prodotta

Hager Witty Pro

ABB Terra

Accesso tramite badge RFID

Collegamento elettrico

La stazione viene collegata al cavo piatto tramite una scatola di derivazione specifica del produttore del cavo piatto.

La stazione può essere configurata a un massimo di 22 kW (32A), oppure limitata a 25A, 16A o 10A a seconda delle necessità.

Per ogni stazione viene installato un interruttore differenziale 3P+N di tipo A, dimensionato in base alla sezione del cavo e all'amperaggio massimo scelto. Non sono necessari i costosi interruttori di tipo B o EV. Per la Hager Witty Pro è sufficiente un interruttore standard: la protezione differenziale da 30 mA è integrata nella stazione (codice XVL122SCH). L'interruttore viene installato direttamente in un piccolo quadretto fissato accanto alla stazione.

Connessione alla rete IP

La stazione si connette alla rete IP tramite Wi-Fi. Viene consegnata preconfigurata con i parametri della rete Wi-Fi (SSID e password) nonché con l'indirizzo IP del Gateway a cui deve connettersi.

Installazione su colonnina e all'esterno

Se la stazione non può essere fissata a parete, può essere installata su una colonnina metallica, singola o doppia per due stazioni contrapposte. La colonnina è specifica per il modello di stazione.

La stazione è certificata IP55 e può essere installata anche all'esterno.

Stazione di ricarica pubblica

Ogni stazione può anche essere attivata opzionalmente in modalità stazione di ricarica pubblica per consentire agli utenti di passaggio di pagare tramite TWINT scansionando con il proprio smartphone il codice QR applicato sulla stazione.

Altre stazioni di ricarica collegabili al Gateway Climkit

Tutte le stazioni compatibili OCPP (1.6) possono teoricamente essere collegate al Gateway Climkit per beneficiare della regolazione dinamica della ricarica e della gestione degli accessi utente. I modelli più comuni includono Schneider, Eaton, Keba e Fronius.

3. Altre configurazioni a seconda del tipo di sito

Schema di collegamento - senza RCP

Il collegamento si differenzia dallo schema standard con RCP solo per l'utilizzo di contatori del GRD per i consumatori del sito al posto di contatori privati.

In questo caso, il cavo piatto si collega o a valle del contatore del GRD delle parti comuni, oppure a valle di un contatore del GRD dedicato alle stazioni.

In entrambi i casi, viene installato un contatore privato all'ingresso per una regolazione dinamica e continua della potenza (tramite il Gateway) per non superare il limite di capacità di allacciamento.

Collegamento a valle del contatore del GRD dedicato alle stazioni

Ciò consente di distinguere chiaramente i consumi delle stazioni da quelli delle parti comuni durante la fatturazione, ma comporta costi aggiuntivi legati all'installazione e alla gestione di questo contatore da parte del GRD.

Inoltre, non è possibile beneficiare dell'impianto fotovoltaico per la ricarica dei veicoli se questo è collegato al contatore delle parti comuni.

Collegamento a valle del contatore del GRD delle parti comuni

Ciò consente di risparmiare sul costo di un contatore del GRD supplementare, ma richiede l'installazione di un contatore privato sulla partenza delle parti comuni per garantire la gestione dinamica del carico.

Infatti, poiché questa partenza è stata dimensionata inizialmente per le sole parti comuni, l'aggiunta di stazioni impone una regolazione continua della potenza di ricarica tramite il Gateway per non superare la capacità massima, come già avviene per l'introduzione generale.

Si aggiunge anche un contatore sulla partenza di ciascuna zona nonché sull'impianto fotovoltaico, se presente. Il consumo delle parti comuni verrà quindi dedotto tramite un contatore di regola.

In fase di fatturazione, sarà così possibile distinguere il consumo legato alla ricarica dei veicoli e, se applicabile, differenziare l'elettricità proveniente dalla rete da quella solare.

Collegamento con due o più introduzioni e contatore del GRD delle parti comuni

Quando per lo stesso parcheggio sono disponibili più introduzioni alla rete, ogni partenza del cavo piatto (63A) può essere prelevata da ciascuna delle introduzioni.

Sono necessari solo un Gateway e un router 4G. I contatori di controllo per la regolazione della potenza sono collegati al Gateway tramite bus RS485 o IP-Ethernet grazie a convertitori RS485-Ethernet.

Nel caso in cui le stazioni siano collegate a valle del contatore del GRD delle parti comuni, è necessario installare un contatore sulla partenza delle parti comuni e un altro sulla partenza delle stazioni, per gli stessi motivi di gestione dinamica del carico illustrati in precedenza.

Collegamento con due o più introduzioni e contatore del GRD dedicato

Quando le partenze dei cavi piatti sono collegate a valle di un contatore del GRD dedicato alle stazioni per ciascun edificio, non è necessario installare contatori privati Climkit.

Collegamento a valle dei contatori degli appartamenti (sconsigliato)

Il collegamento di una stazione a valle del contatore individuale dell'appartamento è fortemente sconsigliato, poiché impedisce la gestione dinamica del carico in funzione dell'energia disponibile dell'edificio e rende impossibile dissociare il consumo della stazione da quello dell'abitazione.

Questa configurazione impedisce inoltre la condivisione della stazione o la locazione del posto auto a un altro utente, limitando la flessibilità di gestione a lungo termine.

Per questi motivi, Climkit non propone soluzioni per questo tipo di collegamento e raccomanda l'applicazione della norma SIA 2060 e un allacciamento centralizzato delle stazioni anche in piccoli siti con pochi posti auto.

Sistemi di stazioni terzi e server OCPP Remote

Quando è installato un sistema di stazioni terzo che gestisce sia le stazioni sia la gestione dinamica del carico, non è necessario installare le attrezzature Climkit, poiché l'intera comunicazione di rete e la regolazione della potenza sono assicurate da tale sistema.

In questo caso, Climkit gestisce unicamente gli accessi degli utenti tramite i loro badge RFID e trasmette le transazioni alla piattaforma per la fatturazione.

Per consentire la comunicazione tra il sistema terzo e Climkit, occorre configurare i parametri OCPP del sistema terzo affinché comunichi con il server OCPP Remote di Climkit.

Tra i sistemi comuni di questo tipo figurano:

• Easee
• Zaptec
• Schneider EcoStruxure EV Charging Expert

4. Passaggi successivi