In de paragraaf “laadmogelijkheden” werden de modi 1 t/m 4 getoond. Men kan ervoor kiezen om thuis via de thuislader, wallbox, laadpaal of via een snellader langs de snelweg het voertuig op te laden. Met name het thuis laden via een eigen laadvoorziening wordt steeds populairder. Een thuislader kan men simpelweg verbinden met een stopcontact, maar om met meer laadstroom een zo kort mogelijke laadtijd te verkrijgen, kan met het aanpassen van de groepenkast, een eigen wallbox worden aangesloten. Als eerste kijken we naar de begrippen: 1- en 3 fase wisselstroom.
Bij een 1-fase aansluiting zien we een “standaard” elektriciteitskabel met drie aders:
bruin: fasedraad;
blauw: nuldraad;
geel / groen: aardedraad.
Bij een 1-fase laadpaal of wallbox gaat de elektriciteit door twee draden (de fasedraad en de nuldraad)
Een 1-fase wallbox of laadpaal maakt gebruik van de standaard 230 v aansluiting van de huiselektronica. Het maximale vermogen is 16 A, waarmee het maximale laadvermogen van een 1-fase lader uitkomt op 3,7 kW. Een batterijpakket van 60 kW is met dit laadvermogen in ongeveer 16 uur opgeladen, wat relatief lang duurt. De meeste nieuwe elektrische auto’s hebben een hogere capaciteit.
Het is mogelijk om de maximale stroomsterkte in de groepenkast van de huiselektronica te verhogen, zodat er meer capaciteit is voor een 32 A 1-fase lader. Er kan in dat geval met maximaal 7,4 kW worden geladen. Echter, met een 1-fase lader bestaat de kans dat de groepenkast overbelast raakt, met het uitvallen van de elektriciteit als gevolg. Naast een laadpaal zijn er immers meer elektrische apparaten die gebruikmaken van het elektriciteitsnetwerk, waaronder de wasmachine, vaatwasser, kookplaat en de warmtepomp. Met behulp van load balancing kan de maximale capaciteit worden benut:
- overdag is de kans groot dat meerdere elektrische apparaten worden gebruikt. De laadstroom voor het voertuig wordt gereduceerd;
- ‘s nachts staan de meeste apparaten uit, zodat het voertuig meer laadcapaciteit krijgt.
Om sneller te laden, is het mogelijk om de laadpaal of wallbox via een 3-fase aansluiting op groepenkast aan te sluiten. Dit hoeft niet per sé krachtstroom te zijn. Bij een 3-fase aansluiting zien we twee extra draden:
- zwart: extra fasedraad;
- grijs: extra fasedraad.
Bij een 3-fase laadpaal gaat de elektriciteit door vier draden (de drie fasedraden en de nuldraad).
Het laadvermogen van een laadpaal of wallbox op een 3-fase aansluiting is hoger dan bij een 1-fase, waardoor het voertuig sneller oplaadt. De maximale laadstroom van het voertuig wordt daarbij nooit overschreven. Sommige voertuigen zijn maar geschikt om tot 3,7 kW te laden. Het heeft dan geen zin om een 3-fase aansluiting te creëren. Voertuigen kunnen ook geschikt zijn voor 7,4 of 11 kW: hierbij loont het om de capaciteit (3 * 16 A) vanuit de groepenkast te verhogen.
Bij oudere huizen zien we vaak een 1-fase aansluiting (tot 35 A) in de groepenkast. Alle drie de fasen zijn wel aanwezig, maar er is er maar één aangesloten.
De groepenkast kan worden omgebouwd, zodat alle drie de fasen worden gebruikt. Nieuwere huizen, waar de groepenkast is voorbereid op meer elektrische verbruikers (denk aan zonnepanelen, een inductie kookplaat en een warmtepomp), kunnen vanaf de oplevering al zijn voorzien van een 3-fase aansluiting. In dat geval staat er “3×220/230V of 3×380/400 volt” op de elektriciteitsmeter. Er komen ook in totaal vier draden – de drie fasedraden en de nuldraad – uit de onderkant van de groepenkast. Afhankelijk van de groepenkast, is de groep tot 1x25A, 1x30A of 1,35A beveiligd. Hoe groter de vermelde stroomsterkte is, hoe meer stroom er tegelijkertijd kan worden gebruikt.
In de onderstaande afbeelding zijn vijf situaties getoond van een 1-fase tot aan een 3-fase aansluiting in de groepenkast en het gebruik van een 1-fase of 3-fase lader.
1 fase: Met de noodlader kan men het voertuig via het stopcontact opladen. Met een wallbox kan men met een 1-fase groep tot 16A laden zonder load balancing, en 32A mét load balancing. De 32A kan pas worden behaald op het moment dat er geen andere verbruikers in het huis actief zijn.
Voor vermogens tot 7,4 kW is een 1 fase netwerk met load balancing mogelijk. Bij het gebruik van meerdere elektrische apparaten met een hoog verbruik in huis, waaronder de o.a. de wasmachine / droger, vaatwasser en warmtepomp, zal het vermogen afnemen om te beveiligen tegen overbelasting. In de praktijk komt het erop neer dat het vermogen met wel 50% kan afnemen. De overstap van 1- naar 3-fase is daarom verstandig.
3 fase: Op het moment dat er teveel stroom op hetzelfde moment wordt gevraagd, kan dat zorgen voor overbelasting en het inschakelen van de beveiliging, waardoor de stroom uitvalt. Het is dus belangrijk dat het netwerk voldoende elektriciteit kan leveren. Met een 3 fase aansluiting kan er meer stroomsterkte tegelijk worden geleverd. Standaard worden de 3 fase groepen tot 25A beveiligd.
11 kW: verzwaring van de meterkast is nodig. De aanpassing van 1 fase naar 3 fase is voldoende; 22 kW: naast de aanpassing van 1 fase naar 3 fase is een verzwaring nodig van 35A.
De aanpassing naar 22 kW en 35A is voor particulieren nauwelijks interessant. Door de verzwaring moet men extra jaarlijkse vastrechtkosten á €1000,- betalen. Voor elke zwaardere stap (3x63A of 3x80A) moet er extra worden betaald. Daarnaast zijn veel elektrische voertuigen (nog) niet geschikt om met dusdanig hoge wisselstromen te laden:
De verwachting is dat in de komende jaren het aantal voertuigen die 22 kW op AC kunnen laden zullen toenemen.