Einsphasige Verteilungstransformatoren: Der Schlüssel zum flexiblen und effizienten Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge
Einphasige Verteilungstransformatoren: Der Schlüssel zu flexibler und effizienter Bereitstellung von Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge
In Zeiten der schnellen Ausbau von Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge ist es entscheidend, Netzwerkbeschränkungen zu überwinden und kostengünstige, flexible Layouts zu erreichen. Traditionelle Dreiphasenversorgungslösungen stoßen oft auf Herausforderungen wie lange Installationszyklen und umfangreiche Änderungen, insbesondere in ungleichmäßig verteilten Szenarien. Einphasige Verteilungstransformatoren erweisen sich als wichtige ergänzende Lösung mit einzigartigen Vorteilen.
Anwendungsprobleme: Wertanker der Einphasentransformatoren
- Kapazitätsengpässe im Niederspannungsnetz
- Wohn- und Geschäftstransformatoren sind schnell ausgelastet und können nur 2–3 Schnellladestationen unterstützen, bevor die Grenzen erreicht sind.
- Kapazitätserweiterungen dauern 6–12 Monate und können nicht dem steigenden Ladebedarf gerecht werden.
- Herausforderungen bei der dezentralen Stromversorgung
- Randgebiete von Straßen oder verstreute Parkplätze in Einkaufszentren liegen über 500m von den Stromquellen entfernt.
- Die Verlegung von Dreiphasenkabeln kostet 800–1.200 ¥/m, was wirtschaftlich nicht tragbar ist.
- Einschränkungen durch alte Stadtgrids
- Historische Bezirke haben komplexe Leitungen unter 50mm².
- Dreiphasenumbauten erfordern Straßenarbeiten (mit Genehmigungen über 3 Monate).
- Nachfrage in Nordamerika/Japan-Südkorea
- Die Dominanz von 120V/240V-Einphasensystemen gewährleistet Kompatibilität.
- 15–25kW-Gleichstrom-Schnellladegeräte haben einen Marktanteil von über 60% (Daten der North American Charging Alliance 2023).
Lösung: Modulares Einphasenstromarchitektur
Kernspezifikationen
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Parameter |
Technisches Ziel |
Szenario-Wert |
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Leistungsbereich |
15–100 kVA |
Präzise angepasst an kleine Cluster |
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Spannungsumwandlung |
10kV/11kV→120V/240V/230V |
Mehrere Länderkompatibilität |
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Überlastfähigkeit |
120% für 4 Stunden |
Genügend Puffer für Spitzenladungen |
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Schutzklasse |
IP55 |
Direkte Bereitstellung am Straßenrand/Parkplatz |
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Leerlaufverlust |
≤65W (50kVA-Modell) |
Ersparnis >300 ¥/Jahr/Einheit |
Typische Anwendungsszenarien
- Community-Lademikronetzwerke
- 1 Transformatorendeckung 8–12 Parkplätze.
- Kompakte Abmessungen: 1200×800×1000mm (<1 Standardparkplatz).
- Bereitstellung: <72 Stunden (einschließlich Kabelverlegung).
- Randbereichsausbau in Einkaufszentren
- Aufstellbare Dachparkplätze am Rand.
- Nutzt bestehende Beleuchtungsschaltkreise (40% Kosteneinsparung für Kabel).
- Vergrößerung von Raststätten an Autobahnen
- Hinzufügen von Ladepunkten in der Nähe bestehender Dreiphasenstationen.
- Erhält 30% Kapazitätsreserve, um Haupttransformatoren-Umbauten zu vermeiden.
Effizienzvalidierungsmodell
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Dimension |
Konventionelle Lösung |
Einphasenlösung |
Verbesserung |
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Kosten pro Ladepunkt |
¥185.000 (mit Upgrade) |
¥98.000 |
↓47% |
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Projektzeitraum |
90–120 Tage |
7–15 Tage |
↓85% |
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Energieverlust |
10,2%@50% Last |
7,3%@50% Last |
↓28% |
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Flächenverbrauch |
8m² (Stromraum) |
1,2m² (Bodenkasten) |
↓85% |
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ROI-Zeitraum |
5,2 Jahre |
2,8 Jahre |
↓46% |
Kerntechnische Verbesserungen
- Dynamisches Lastausgleich
- Echtzeitüberwachung der Phasenstroms.
- Automatische Anpassung der Ladeleistungszuweisung (<2,5% Spannungsschwankung).
- Thermisches Management
- ±1°C Heißpunktmessung.
- Zwangsluftkühlung bei 50°C; Überlastabschaltung bei 130°C.
- Multimode-Konnektivität
- RS485/IEC61850-Standard.
- Optionale 4G/5G/LoRa; Integration in Drittanbieterplattformen.
Fallstudie: Shenzhen-Ladetechnik-Umbau
- Hintergrund: Gemeinde mit 500 Haushalten und nur einem öffentlichen 400kVA-Transformatoren.
- Lösung: Acht 50kVA-Einphasen-Transformatoren wurden installiert.
- Ergebnisse:
- Ladepunkte erhöht von 6 auf 46.
- Kosten: ¥760.000 (gegenüber einem Budget von ¥2,1M).
- Spannungskonformität stieg von 83% auf 99,2%.
Fazit
Einphasen-Verteilungstransformatoren zeigen eine starke Anpassungsfähigkeit in der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Sie ergänzen – ersetzen nicht – Dreiphasensysteme, indem sie wirtschaftliche Effizienz in dezentralen, niedrig- bis mittelspannungsbasierten Szenarien bieten. Durch modulare Design, intelligente Algorithmen und flexible Bereitstellung senken sie signifikant technische und finanzielle Hürden für die Erweiterung des Ladeverbundes.
