Schaltschrank und Komponenten

Schaltschrank

Für den Prototyp haben wir einen Hager-Kleinverteiler VA48CN* (4-reihig, 1 Feld) verwendet.

Nachteil ist, das man eigentlich 5 Komponenten übereinander anordnen möchte um dann im Schrank Platz hat für 3 Ladestationen zu haben.

Den Hager Volta Aufputz-Kleinverteiler gibt es aber leider nicht 5-reihig.

Es gibt zwar eine 5-reihige Variante VH60NC* für einen Hohlwand-Einbau, da aber dieser Schaltschrank in einer Elektroverteilung mit Betonwänden eingebaut wird, kommt dies hier nicht in Frage.

Zusätzlich benötigt man auch Platz für die Zählerauswertung und das Lastmanagement.

Bei unserem Prototyp haben wir daher nur Platz für 2 Ladestationen. In der Mitte befinden sich die Steuergeräte und die Zählerauswertung.

Alternativ lagert man die Steuergeräte, die Zählerauswertung und der Switch für den CAT-Anschluss in einen eigenen Kleinverteiler.

Sicherlich gibt es auch günstigere Verteiler, aber da wir das für Kunden einsetzen wollen, haben wir hier die Produkte des deutschen Markenhersteller Hager verwendet.

Für die endgültige Ausführung werden wir daher einen Hager-Feldverteiler FWB52S* verwenden. Hier hat man 5 Reihen übereinander und beliebig Felder nebeneinander (je Feld kann man dann 3 Ladestationen umsetzen). Die Zählerauswertung und der Switch für den CAT-Anschluss der Steuergeräte kommen dann in einen eigenen Kleinverteiler.

Hager Kleinverteiler VA48CN
Hager Kleinverteiler VA48CN Quelle: Hersteller
Hager Feldverteiler FWB52S
Hager Feldverteiler FWB52S Quelle: Hersteller

Wenn man den 4-reihigen Verteiler nutzt, können seitlich 2x die Last-Elemente eingebaut werden, zusätzlich benötigt man den Platz in der Mitte für die Steuerung, die Zählerauswertung und das Lastmanagement.


Fehlerstromschutz

Welche Art des FI-Schutz-Schalters man einbaut wird in den Foren recht eifrig diskutiert. Hier findet sich eine schönes Beispiel.

Wenn man die Ladestation nicht für sich, sondern für Kunden installiert, kommt man um einen FI mit Gleichstromerkennung nicht herum. 

Es gibt zwar nur einige Autos die das Angelbich benötigen, da man aber nicht sicher sein kann, welche Autos der Kunde laden wird, muss man davon ausgehen, dass Gleichströme entstehen können. Daher: Sicher ist sicher.

Zum Einsatz kann bei uns das preisgünstigste Modell, das diese Anforderungen erfüllt: Doepke DFS 4 EV 040

Um bei mehreren Ladestationen in einer Verteilung die Verkabelung zu minimieren verwenden wir eine  Phasenschiene

Hager KDN480A Phasenschiene 4P 80A 16mm2*, die nur 1x pro Feld einen Einspeisung benötigt.

Fehlerstromschutzschalter Doepke DFS 4 EV
Doepke DFS 4 EV Quelle: Amazon

Stromzähler

Da in diesem Usecase mehrere Ladestationen an einem zentralen offiziellen Stromzähler angeschlossen sind, benötigt man Zwischenzähler um individuell abzurechnen. 

Wir verwenden Zähler mit einer S0-Schnittstelle um anschließend ein Monitoring zu ermöglichen.

Preiswert sind die Modelle von Eltako:

ohne Eichung: Eltako DSZ12E* oder

mit Eichung: Eltako DSZ12D*

Drehstromzähler Eltako DSZ12E
Eltako DSZ12E Quelle: Amazon
Drehstromzähler Eltako DSZ12D
Eltako DSZ12D Quelle: Amazon

LS-Schalter

Jede Elektroinstallation in einem Gebäude fordert einen Leitungsschutzschalter, umgangssprachlich als Sicherung bezeichnet. Dieser verhindert die Überlastung von Leitungen und damit eine Überhitzung. Dies würde zum Beispiel bei einem Kurzschluss oder zu starken Strömen entstehen.

Bei uns verwenden wir einen 3-poligen LS-Schalter für 32 A Strom und einer C-Charakteristik, da man bei Ladestationen hohe Einschaltströme nicht ausschließen kann.

Wie auch bei den Schaltschränken verwenden wir ein Model von Hager MCN 332*.

Die Ladesteuerung ist separat abgesichert, mit einem Hager Leitungsschutzschalter MBN116 1pol. B-16A*.

Leitungsschutzschalter Hager MCN 332
Hager MCN 332 Quelle: Amazon

Installationsschütz

Das Lastschütz dient der Abschaltung des Ladekabels. Es wird von der Ladesteuerung über 2 Kontakte A1 und A2 mit 230 V geschalten. 

Das bei uns verwendete Schütz schalten 4-polig ab, d.h. nicht nur die 3 Phasen L1, L2 und L3 sondern auch den Nullleiter N.

Da häufiger mit Schaltungen zu rechnen ist, wurde bei uns das etwas teurere aber leisere (brummfreie)  Hager Schütz 40A 4S 230V ESC440S* verwendet.

Wenn das Schütz abgeschaltet hat, kann das Kabel vom Auto getrennt werden.

Installationsschütz Hager ESC 440S
Hager ESC 440 S Quelle: Amazon

Ladesteuerung

Das Kernstück der Ladestation.

Es regelt die Freigabe des Schützes und bei Ladestationen mit Buchse die dazugehörige Verriegelung. 

Die von uns verwendete Phoenix Contact AC-Ladesteuerung - EM-CP-PP-ETH ist eine eher umfangreichere, teureres aber sehr komfortabel zu konfigurierende Steuerung. Sie macht eine sehr soliden Eindruck und kommt von dem namhaften deutschen Hersteller von Industrieelektronik Phoenix Contact.

Insbesondere verfügt diese Steuerung auch über diverse Eingänge zur Freigabe des Ladevorgangs, im Hinblick auf das Lastmanagement eine wichtige Voraussetzung.

Phoenix Kontakt Ladesteuerung
Quelle: Conrad.de

Energiemonitor

Da man insbesondere bei einem Lastmanagement wissen möchte, welche Ladestation wann wieviel Strom verbraucht wurde zusätzlich ein Energiedatenmonitor eingebaut. Dieser wertet die S0-Schnittstelle des Stromzählers aus und stellt diese über ein Webinterface oder über eine API bereit.

Der von uns verwendete S0-Datenlogger ist ein Eigenbau der Fa. Solarautonomie. Das Innenleben ist ein Raspberry Pi mit Webinterface. 

Das Gerät kann mit der Schweizer Online-Plattform smart-me verbunden werden. Dies ermöglicht einen optisch sehr schön gemachten Zugriff über das Web oder über eine APPs.

 

Solarautonomie S0-Datenlogger
S0-Datenlogger Quelle: Hersteller

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