Belastningsbalancering: Sådan lader du smartest din elbil hjemme

Når du får elbil, ændrer dit hjem sig fra at være en almindelig bolig med normalt elforbrug til et lille energisystem. Pludselig skal elinstallationen ikke kun håndtere ovnen, vaskemaskinen, opvaskemaskinen, induktionskogepladen samt varmepumpen eller fjernvarmeanlægget. Den skal også kunne levere strøm til den nye elbillader hjemme. En lader, der måske skal lade i flere timer ad gangen for at lade elbilens batteri op.

Det er her, belastningsbalancering bliver relevant. I denne artikel får du en praktisk forklaring på, hvad belastningsbalancering er, hvordan det fungerer, forskellen på statisk og dynamisk belastningsbalancering, og hvordan teknologien hænger sammen med smart ladning, solceller, varmepumper og fremtidens intelligente energihjem.

Belastningsbalancering – også blot kaldet lastbalancering på dansk - er en funktion, der fordeler den tilgængelige strøm i hjemmet, så elbilladning ikke overbelaster husets elinstallation.

Der findes to overordnede principper for dette, statisk og dynamisk belastningsbalancering. Uanset hvilket princip, der anvendes, så betyder det i praksis, at ladeboksen tager hensyn til, hvor meget strøm resten af huset bruger. Hvis varmepumpen, ovnen og vaskemaskinen kører samtidig, kan ladestyrken til bilen reduceres. Når de andre apparater slukker, kan bilen lade hurtigere igen. Med dynamisk belastningsbalancering, justeres belastningen automatisk, med statisk er det dig, der angiver den manuelt.

Belastningsbalancering er altså en måde at fordele den tilgængelige effekt på, så husstandens elsystem ikke bliver overbelastet, og så ladningen kan tilpasses det aktuelle forbrug i hjemmet. Det er vigtigt ved elbilladning, fordi en elbil ikke er et lille apparat. Den kan være en af hjemmets største strømslugere. En moderne ladeboks til hjemmet kan typisk lade med op til 11 eller 22 kW ved 3-faset ladning. Hvis det sker samtidig med andre store “elforbrugere”, kan den samlede belastning blive for høj.

En dansk husholdning bør anvende belastningsbalancering, når det samlede strømforbrug stiger som følge af flere og flere elektriske apparater gør deres indtog. Det er en helt naturlig udvikling, da et moderne dansk hjem bruger mere strøm end tidligere. Det skyldes især elektrificeringen af transport og opvarmning. Flere får varmepumpe. Flere får induktionskomfur. Flere får aircondition, hjemmebatteri, solceller, pool mv.

Det betyder ikke nødvendigvis, at hjemmet altid bruger meget strøm. Problemet opstår, når mange af hjemmets store “el-forbrugere” er tændt på samme tid. Det kaldes ofte spidsbelastning - eller peak load.

Man kan altså sige, at belastningsbalancering i et moderne hjem især løser tre udfordringer:

1. Reducerer risikoen for, at hovedsikringen springer.

2. Gør det muligt at udnytte husets eksisterende elkapacitet bedre.

3. Skaber en mere komfortabel og intelligent ladning, fordi du ikke manuelt skal holde øje med, hvornår du må lade bilen.

Uden belastningsbalancering kan elbilladning føles som noget, der skal planlægges uden om resten af hverdagen. Med belastningsbalancering bliver ladningen en integreret del af hjemmets energisystem.

Et eksempel: Du kommer hjem fra arbejde, sætter elbilen til ladning, starter aftensmaden på induktionskogepladen, sætter en vask over, og varmepumpen kører, fordi det er koldt udenfor. Hvert apparat er normalt helt ufarligt i sig selv. Samlet kan de presse husets elinstallation. Det er præcis det problem, belastningsbalancering er udviklet til at håndtere.

Når elbilen så kommer oveni, ændrer belastningsmønstret sig, og dermed opstår behovet for belastningsbalancering. Bilen lader ofte i flere timer og kan trække mange kilowatt kontinuerligt. Det er netop langvarige høje belastninger, der stiller krav til hjemmets elektriske installationer. Sikkerhedsstyrelsen fremhæver, at almindelige husholdningsstikkontakter ikke tager højde for det belastningsmønster, som elbilladning har.

Der er en række apparater, som erfaring har vist typisk er dem, der kan skabe spidsbelastninger i moderne danske hjem. For at forstå, om belastningsbalancering kan være relevant i dit tilfælde, kan det være nyttigt at se på, hvor meget strøm almindelige husholdningsapparater kan bruge.

Tabellen nedenfor viser vejledende effekter for nogle af de mest typiske højforbrugsapparater. Tallene skal ikke læses som deres konstante strømforbrug, men de viser, hvor hurtigt den samlede belastning kan stige, hvis flere apparater er i brug på samme tid.

Eksempelvis kan opladning af en elbil med 11 kW, kombineret med en induktionskogeplade på 5 kW og en varmepumpe på 3 kW give en samtidig belastning på omkring 19 kW. Det betyder ikke, at alle apparater normalt kører med fuld effekt på samme tid, men det illustrerer, hvorfor mange husstande kan have gavn af belastningsbalancering, når flere strømkrævende apparater bruges samtidig. 

Tallene i tabellen er naturligvis vejledende. Det konkrete forbrug for de enkelte apparater afhænger af model, installationen og brugsmønster. Men pointen er, at elbilen ikke står alene - den bliver en del af et samlet energibillede, hvor mange apparater “konkurrerer” om den samme kapacitet.

Belastningsbalanceringen fungerer i tre trin - måle, beregne og styre strømforbruget. Systemet holder øje med, hvor meget strøm huset bruger, og hvor meget kapacitet, der er tilbage til elbilladning.

Først måles husets aktuelle elforbrug. Det kan ske via:

• Smart meter

• Energimåler i eltavlen

• Diverse sensorer

• En ekstern controller

• Et Home Energy Management System, ofte forkortet HEMS

Måleren registrerer, hvor meget strøm huset bruger lige nu. Det inkluderer både almindeligt forbrug og store forbrugere som varmepumpe, ovn og elbil.

Derefter beregner systemet, hvor meget kapacitet der er tilbage.Hvis huset for eksempel har en maksimal grænse på 25 A, og andre apparater allerede bruger en stor del af kapaciteten, så reduceres ladeeffekten til bilen. Hvis forbruget i huset falder, kan ladeeffekten så øges igen.Det vigtige er, at styringen sker ud fra den aktuelle situation - ikke ud fra et gæt.

Til sidst kommunikerer systemet med din ladeboks til elbilen. Ladeboksen justerer ladestyrken til elbilen i realtid. Det kan betyde, at bilen lader med høj effekt om natten, hvor resten af huset bruger lidt strøm, men med lavere effekt omkring aftensmadstid, hvor køkken, vaskemaskine og varmepumpe er aktive.

Der findes især to typer belastningsbalancering: statisk belastningsbalancering og dynamisk belastningsbalancering. Begge handler om at styre strømmen til elbilladning, men de gør det på forskellige måder.

Forskellen mellem de to principper er, at statisk belastningsbalancering arbejder med en forudbestemt grænse, mens dynamisk belastningsbalancering lader ladeboksen arbejde sammen med bygningens aktuelle elforbrug og automatisk sørger for at bruge den effekt, der faktisk er tilgængelig på et givent tidspunkt.

Statisk belastningsbalancering betyder, at ladeboksen eller ladeboksene får en fast maksimal effektgrænse. Du beslutter fx, at elbilladning maksimalt må bruge 11 kW, 7,4 kW eller 3,7 kW. Ladeboksen holder sig inden for den fastsatte grænse, uanset hvad resten af huset bruger.

Det kan fungere helt fint i hverdagen. Det kan også være relevant, hvis flere ladebokse skal dele en fast mængde strøm.

Ulemper:

• Statisk belastningsbalancering tager ikke nødvendigvis højde for, hvad der sker i resten af huset. Hvis du pludselig tænder ovnen, tørretumbleren og varmepumpen på samme tid, så kan den samlede belastning stadigvæk blive for høj.

• Du kan komme til at sætte ladeboksen unødigt lavt, så det tager længere tid at lade bilen, og det bliver vanskeligere at nå at lade, fx mens elpriserne er i bund.

• Løsningen er mindre fleksibel, hvis dit forbrug ændrer sig over tid. Hvis du senere får varmepumpe, solceller, batteri eller flere elbiler i husstanden, kan den faste grænse hurtigt blive for lav.

• Du får ikke automatisk udnyttet den ledige kapacitet i huset. Selvom der på et givent tidspunkt næsten ikke bruges strøm andre steder, vil ladeboksen stadig være begrænset af den faste effektgrænse.

Der er også en række fordele ved statisk belastningsbalancering, som er værd at tage højde for.

Fordele:

• Hvis dit øvrige elforbrug i huset er ganske lavt eller stabilt, kræver det ingen ekstra installationer.

• Det er en simpel og enkel løsning, der er let at overskue.

• Det kan være en billigere løsning, fordi den typisk ikke kræver ekstra måling af husets samlede strømforbrug eller integration med elmåler, energimåler eller andre systemer.

• Det kan være nok, hvis du kender dit forbrugsmønster godt og primært lader bilen på tidspunkter, hvor resten af huset bruger meget lidt strøm.

Det er lidt op til dit temperament eller “nørde-gen” at afgøre, om statisk belastningsbalancering er nok. Hvis du ikke har en varmepumpe, solceller på taget eller mange øvrige store strømforbrugere i huset, kan det sagtens være nok til også at kunne lade bilen med en høj effekt.

Dynamisk belastningsbalancering betyder, at ladeboksen justerer ladningen efter husets samlede elforbrug, automatisk og i realtid. Hvis du pludselig tænder induktionskogepladen, skruer ladeboksen automatisk ned. Når madlavningen er færdig, skruer den op igen. Hvis varmepumpen kører hårdt en kold vinteraften, tilpasser systemet selv ladningen af elbilen. Og hvis huset kun bruger lidt strøm om natten, lades bilen hurtigere – helt automatisk.

Det gør dynamisk belastningsbalancering langt mere fleksibel end statisk belastningsbalancering.

Ulemper:

• kræver typisk ekstra måling af husets samlede strømforbrug. Det kan fx ske via en energimåler eller et system, der kan registrere, hvor meget strøm der bruges i installationen.

• Det kan gøre installationen lidt mere kompleks, fordi ladeboksen skal kunne kommunikere med målingen af husets aktuelle forbrug.

• Løsningen kan være dyrere at etablere, fordi der kan være behov for ekstra hardware, opsætning eller elektrikerarbejde.

• Hvis forbindelsen mellem ladeboksen og målingen af husets forbrug ikke fungerer korrekt, kan ladeboksen ikke nødvendigvis regulere ladeeffekten optimalt.

Fordele:

• Dynamisk belastningsbalancering tager højde for det aktuelle strømforbrug i huset og kan derfor reducere ladeeffekten, når andre store strømforbrugere er i brug.

• Du udnytter den tilgængelige kapacitet optimalt. Når resten af huset bruger mindre strøm, lader ladeboksen med størst mulig effekt.

• Gør det lettere at lade elbilen sikkert og effektivt i hjem med varmepumpe, solceller, batteri, flere elbiler eller andre store strømforbrugere.

• Minimal risiko for overbelastning, fordi ladning af bilen automatisk tilpasses efter den samlede belastning i huset.

For mange husstande er dynamisk belastningsbalancering derfor den mest fleksible løsning. Den er især relevant, hvis elbilen ikke er den eneste store strømforbruger i huset, eller hvis du gerne vil kunne lade med så høj effekt som muligt, uden at skulle holde øje med, hvad resten af huset bruger.

Du kan have brug for dynamisk belastningsbalancering hvis:

• Du har elbil og varmepumpe

• Du ofte lader bilen om aftenen

• Du bruger induktion, ovn, vaskemaskine og tørretumbler samtidig med ladning

• Du vil undgå, at hovedsikringen springer

• Du vil udnytte husets kapacitet bedst muligt

• Du har solceller eller overvejer at få det

• Du vil kombinere ladning med dynamiske elpriser

• Du vil fremtidssikre hjemmet til flere elbiler eller smart home-styring

Belastningsbalancering og smart ladning af elbilen hænger tæt sammen, men de er ikke det samme. Belastningsbalancering handler om effekt - Hvor meget strøm må bilen bruge lige nu, uden at huset overbelastes? – mens smart ladning handler om timing og optimering. Altså, hvornår er det smartest, billigst eller grønnest at lade bilen?

Når de to funktioner kombineres, opnår du smart ladning af din elbil.

Et smart system kan både tage hensyn til:

• Husets aktuelle elforbrug

• Elpriser time for time

• Nettariffer

• Bilens batteriniveau

• Dit planlagte afgangstidspunkt

• Solcelleproduktion

• Varmepumpens forbrug

• Eventuelt udnyttelse af hjemmebatteri

Det betyder, at ladningen ikke bare bliver sikker. Den bliver også smartere.

Dynamiske elpriser betyder, at prisen på strøm kan variere time for time. Med en intelligent ladeboks kan ladningen planlægges til de timer, hvor strømmen er billigst. Fleksible elpriser gør det således muligt at lade elbilen, når det samlede elforbrug i elnettet er lavere, og at en smart ladeboks kan starte ladningen, når priserne er lavest.

For boligejeren betyder det, at bilen kan lade om natten eller i andre billige perioder, uden at man selv skal følge elprisen manuelt. Belastningsbalancering sørger desuden for, at bilen ikke bruger mere strøm, end huset kan klare.

En ladeboks med belastningsbalancering arbejder sammen med en måler, sensor eller bedst, en såkaldt Controller. Den måler husets forbrug og regulerer elbilens ladestyrke automatisk. Hvis huset bruger meget strøm, reduceres ladningen. Hvis huset bruger lidt strøm, øges ladningen.

Uden en ladeboks med belastningsbalancering kan bilen fortsætte med at trække høj effekt, selv om huset samtidig bruger meget strøm. Det kan føre til:

• Sprængte sikringer

• Afbrudt ladning

• Unødvendigt langsom ladning, hvis man manuelt sætter ladeeffekten lavt

• Behov for dyrere elarbejde, hvis installationen ikke er dimensioneret rigtigt

En ladeboks med belastningsbalancering er derfor ikke kun en teknisk ekstrafunktion. Den er en central del af et smart ladesystem.

Bemærk: Specifikationer og integrationsmuligheder ændrer sig løbende. Tjek altid den aktuelle danske dokumentation, før du vælger ladeboks.

Belastningsbalancering er ofte værd at investere i, især hvis du har elbil og bor i et hus med flere store elforbrugere. For nogle husstande er det en komfortfunktion. For andre er det en praktisk nødvendighed.

Belastningsbalancering er en vigtig del af smart elbilladning. Funktionen hjælper med at fordele den tilgængelige strøm i hjemmet, så elbilen kan lade, uden at husets elinstallation overbelastes. Det er især relevant, når elbilen kombineres med andre store strømforbrugere som varmepumpe, solceller, batteri mv. Her kan dynamisk belastningsbalancering justere ladeeffekten i realtid efter husets aktuelle strømforbrug.

Smart ladning og belastningsbalancering løser to forskellige opgaver: Smart ladning optimerer typisk tidspunktet for ladning, fx efter elpriser eller solproduktion. Og balanceringen optimerer effekten, så bilen ikke trækker mere strøm, end hjemmet kan håndtere.

Næste skridt bliver, at ladeboksen i endnu højere grad bliver en del af hjemmets samlede energistyring. Den skal kunne spille sammen med elbil, varmepumpe, solceller, batteri, skiftende elpriser - og måske på sigt også teknologier som V2H og V2G. For danske boligejere med elbil handler spørgsmålet derfor ikke kun om, hvorvidt bilen kan lades hjemme. Det handler om, hvorvidt den kan lades smart, sikkert og fremtidssikret.