Sähköauton kotilataus osa 1: palaako sulake?

Kotilataus mietityttää monia sähköautoilua harkitsevia. Noin puolet suomalaisista asuu omakotitaloissa, joissa sähköauton lataaminen tyypillisesti onnistuu tavalla tai toisella. Kustannukset ja tekniset kysymykset kuitenkin mietityttävät: Riittävätkö sulakkeet? Pitääkö ostaa kallis laturi? Täytyykö johtoja uusia?

Tässä jutussa annetaan ohjeet, joilla jokainen voi selvittää oman talonsa tilanteen sähköjen riittävyyden osalta. Seuraavissa jutussa kerrotaan lisää turvallisuudesta ja itselle sopivan latauslaitteen valinnasta.

Riittääkö sähkönsyöttö?



Lähes kaikissa omakotitaloissa on kolmivaihesähköt. Pääsulakkeen koko on tyypillisesti 3x25A tai 3x35A, jotka tarkoittavat vastaavasti 17 kW tai 24 kW maksimitehoa. Varsinkin maatiloilta löytyy usein vielä tehokkaampi 3×63 ampeerin liittymä, josta saa sähköä peräti 43 kW teholla.

Mikäli sähköautossa on huippunopea 22 kW sisäinen laturi, se ei tarkoita kuitenkaan sitä, että koko ajan olisi pakko ladata maksimiteholla, jolloin auton lataaminen veisi kaiken saatavilla olevan sähkön (tai polttaisi sulakkeet jos liittymä on vain 3x25A). Kaikissa sähköautoissa latausvirtaa voidaan rajoittaa maksimia pienemmäksi. Myös latauslaitteissa on mahdollista rajoittaa latausteho halutun suuruiseksi.





Käytännössä sähköauton lataamiseen riittää varsin pieni teho, koska auton akkua harvoin ladataan tyhjästä täyteen päivittäin. Tällä hetkellä sähköautojen suurin akku löytyy Teslan Model S ja Model X Long Range malleista, joissa akkukapasiteetti on hulppeat 100 kWh. Mikäli auto seisoo öisin parkissa 10 tunnin ajan, riittää silloinkin jo 10 kW latausteho täyttämään akun tyhjästä täyteen (10 kW x 10h = 100 kWh).

Tällä latingilla pääsee talvikelissäkin ajamaan noin 400 km matkan. Hyvin harva kuitenkaan ajaa päivittäin näin paljon, sillä keskimääräinen ajosuorite on alle 50 km. Vaikka ajomatka olisi tästä tuplat eli 100 km, riittää silloinkin neljäsosa edellämainitusta 10 kW lataustehosta. Pienehkö 2,5 kW:n latausteho on järjestettävissä lähes jokaisesta talosta.

Selvitä nykyinen sähkönkulutus

Kuinka paljon sähköä auton lataamiseen on käytettävissä? Reserviä ei tarvitse arvailla, sillä sähkönsiirtoyhtiöt pitävät tarkasti kirjaa kulutuksesta. Voit siis selvittää kulutuksen omasta sähkönsiirtoyhtiöstäsi ja arvioida sen pohjalta pelivaraa. Vaikka olisit juuri vaihtanut sähkösopimusta, on siirtoyhtiöllä dataa usean vuoden takaa.

Ennen kulutuksen tutkimista otetaan pieni sähköopin kertaus. PUIMURI -kaavalla muistat tehon syntyvän virran ja jännitteen tulona. Siis teho P = jännite U x virta I, eli 25 ampeerin pääsulakkeilla suurin teho yhdessä vaiheessa on siten P = 230 V x 25 A = 5,75 kW. Kolmelle vaiheelle teho on luonnollisesti kolminkertainen, eli 3×5,75 kW = 17,25 kW. Jutussa pyöristän tehon varmuuden vuoksi alaspäin ja käytän työlukuna 17 kW tehoa.

Selvitin omat kulutustiedot Carunan verkkopalvelusta. Etsin tuntikohtaista kulutustietoa, koska se on helpoimmin tulkittavaa ja kertoo suoraan kunkin tunnin keskimääräisen sähkönkulutuksen. Koska olen sähköautoillut kohta kolmen vuoden ajan, jouduin kaivautumaan syvemmälle historiaan. Ensimmäisenä otin näkyviin kuvaajan, jossa näkyy kulutus sähköauton hankintaa edeltävältä vuoden ajanjaksolta 1.5.2017 – 30.4.2018.

Sähkönkulutus painottuu talvikuukausiin, mikä ei ole yllätys sähkölämmitteisessä talossa. Jo tämä kuva kertoo riittävällä tarkkuudella liittymän riittävän myös sähköauton lataukseen: 3×25 ampeerin pääsulakkeet kestävät 17 kW tehon, ja korkein kulutuspiikki nousee vain 8 kW tasolle. KUVA: Joose Luukkanen

Näin laajasta kuvaajasta näkee kulutuksen keskittyvän odotetusti talvikuukausille. Siirryin tarkastelemaan lyhyempää pätkää marras-joulukuun vaihteesta maaliskuun alkuun, ja silmämääräisesti kulutus piikkaa noin 9 kW kohdalla. Tästä voisi päätellä, että kaikissa tilanteissa pelivataa on reilusti: kun 3×25 ampeerin pääsulakkeet kestävät 17 kW tehon, niin auton lataamiseen olisi jäljellä lähes puolet liittymän kapasiteetista!

Talven kulutusdatassa näkyy suurta vaihtelua. Pakkaset näkyvät hyvin siinä, että matalin taso vaihtelee 2-4 kW välillä. KUVA: Joose Luukkanen

Latasin vielä varmuudeksi kulutustiedot .csv -muodossa, ja tarkistin excelin MAX() -funktiolla suurimman tuntikulutuksen. Kulutushuippu 8,34 kW oli ollut torstaina 1.3. kello 18, jolloin todennäköisesti käytössä on ollut samanaikaisesti esim. induktioliesi ja Kempin hitsauslaite. (Koska kulutustieto on tunnin keskiarvo, nousee hetkellinen kulutus vielä tätäkin suuremmaksi.) Tiedosto paljasti kulutuksen olevan suurimmillaan päiväsaikaan, ja öisin kulutus laskee vain 4-5 kW tasolle.

Excelin funktioilla on helppo etsiä suurin tuntikulutus. Taulukkoa on helppo lukea, koska tunnin aikana kulutettu energia kertoo suoraan kunkin tunnin keskitehon (8,34 kWh / 1 h = 8,34 kW). KUVA: Joose Luukkanen

Lukijamme Juhani vinkkasi, että kannattaa tutkia asiaa vielä hieman tarkemmin järjestämällä taulukko kulutuksen mukaan excelin sort-toiminnolla. Siitä selvisi, että ainoastaan tämä yksi tunti oli vienyt yli 8 kWh energiaa ja vain neljänä tuntina vuodessa oli kulunut 7 kWh. Kaikki top20-tunnit osuvat 7-21 välille, eli yöllä on hyvin reserviä ladata täydellä 11 kW teholla.

Kulutusdata järjestettynä suurimman kulutuksen mukaisesti. KUVA: Joose Luukkanen

Carunan raporttien pohjalta voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset:

  • Sähköliittymässä on kaikkina aikoina pelivaraa noin puolet liittymän kapasiteetista.
  • Päiväsaikaan on turvallista ladata n. 7,5 kW teholla (3×12 ampeeria)
  • Yöllä on turvallista ladata 11 kW teholla (3×16 ampeeria) joka on myös auton maksimilatausteho

Tutkimalla samaan tapaan omia tietojasi voit arvioida miten paljon tehoa omassa liittymässäsi on käytettävissä auton lataamiseen. Kun olet selvittänyt kulutusraportista suurimman mitatun tuntikulutuksen, näet suurimman mahdollisen lataustehon allaolevasta taulukosta pääsulakekokoasi vastaavalta riviltä.

Arvioi taulukon avulla suurinta laskennallista lataustehoa selvittämällä suurin tuntikulutus esim. viimeisen vuoden ajalta. Jos suurin mitattu tuntikulutus on 10 kWh ja pääsulakkeittesi koko on 3×35 ampeeria, voit todennäköisesti ladata sähköautoa ongelmitta 14 kW teholla. KUVA: Joose Luukkanen

Autossa ja latauslaitteessa rajoitetaan latausvirtaa, mutta taulukossa puhutaan lataustehosta. Miten nämä suhtautuvat toisiinsa?

Latausvirta kolmivaihelatauksessa eri laskennallisilla lataustehoilla. KUVA: Joose Luukkanen

Taulukon avulla voit suoraan säätää latausvirtaa autosta. Jos laskennallinen latausteho on 7 kW säädä latausvirta 10 ampeeriin; vastaavasti 10 kW kohdalla maksimivirta on 14 ampeeria. Taulukon virrat on pyöristetty alaspäin.

Mitä jos auto lataa vain yhdestä vaiheesta?

Esimerkissä taloon tulee kolmivaihevirta, ja auto on kolmesta vaiheesta lataava Tesla. Kaikki sähköautot eivät kuitenkaan tue lataamista kolmesta vaiheesta, vaan niissä on ainoastaan 1- tai 2-vaihelaturi. Esimerkiksi Nissan Leaf, kaikki Hyundait ennen vm. 2020 ja Jaguar I-Pacen ensimmäiset vuosimallit eivät ota virtaa kuin yhdestä vaiheesta. VW:n eGolf, pikkuakkuinen ID.3 ja tripletti eUp, Citigo ja Mii puolestaan lataavat kahdesta vaiheesta.

Laskennallinen latausteho pienenee mikäli autossa ei ole kolmivaihelaturia. Vain yhdestä vaiheesta lataavan auton kohdalla maksimiteho laskee kolmasosaan ja kahdesta vaiheesta kahteen kolmasosaan. KUVA: Joose Luukkanen

Näissä tapauksissa saatavilla oleva teho putoaa joko kolmasosaan tai 2/3 aiemmassa esimerkissä lasketusta. Niinpä johtopäätökset muuttuvat:

  • Päivällä voi ladata yhdestä vaiheesta n. 12 ampeerin virralla
    • Yhdestä vaiheesta latautuvalla autolla maksimi latausteho on n. 2,5 kW
    • Kahdesta vaiheesta latautuvalla autolla maksimi latausteho on n. 5 kW
  • Yöllä voi ladata yhdestä vaiheesta n. 16 ampeerin virralla
    • Yhdestä vaiheesta latautuvalla autolla maksimi latausteho on n. 3,5 kW
    • Kahdesta vaiheesta latautuvalla autolla maksimi latausteho on n. 7 kW

Omakotitalon sähköt suunnitellaan kuormittamaan kaikkia vaiheita tasaisesti, jolloin autolle on helpompi järjestää 3×5 ampeeria kuin 1×16 ampeeria (puhumattakaan 3×11 ampeeria vs. 1×32 ampeeria). Talon kuormia voidaan toki järjestellä uudelleen eri vaiheiden suhteen, mutta tämä ei onnistu ilman mittavia (lue: kalliita) muutoksia sähkökeskuksessa.

Tyyliniekka koeajo ID.3. - vasen etuviisto
Pikkuakkuinen ID.3 lataa vain kahdesta vaiheesta, isompiakkuiset mallit kolmesta. KUVA: Joose Luukkanen

Nykyisin yhä useammassa sähköautossa on onneksi sisäinen kolmivaihelaturi, joka helpottaa merkittävästi latauksen järjestämistä. Mikäli reserviä ei ole paljoa, eikä autovalintaa ole vielä lyöty lukkoon, suosittelen valitsemaan kolmivaihelaturilla varustetun mallin.

Toinen vaihtoehto on hankkia latauslaite, jonka sisäinen muuntaja muuntaa kolmivaihevirran yksivaihevirraksi. Esimerkiksi kotimaisella Trafomicilla on valikoimissa kaksi tähän tarkoitukseen soveltuvaa laitetta (, joista voit lukea lisää aikaisemmasta Wallelatureita käsitelleestä artikkelista.

Teoria vs. todellisuus

Katsoin raporteista myös, mitä sähköauton hankinnan jälkeen oli tapahtunut. Kulutushuippu seuraavana talvena oli selkeästi suurempi, peräti 15,6 kW tunnin aikana. Silti nytkin pelivaraa maksimiin oli vielä 1,5 kW verran.

Lataan autoa kotona 3x9A virralla eli n. 6 kW teholla, joka on Teslan sisäisen laturin hyötysuhteen kannalta optimaalinen teho (ero on minimaalinen, mutta säästö on aina säästöä). Tälläkin teholla akku ehtii latautua käytännössä aina yön aikana täyteen paremmin kuin hyvin. Käytössä oli tuolloin kiinteähintainen yösähkösopimus, ja lataus on ajastettu autosta päin alkamaan klo. 19, jolloin edullisempi hinta astuu voimaan (sähköenergia + siirto alle 0,10€ per kWh).

Sähköauton lataaminen näkyy selvästi kulutustiedossa. Akku täyttyy puolenyön jälkeen, jolloin kulutus laskee. Auton esilämmitys ennen ajoon lähtöä näkyy pienenä piikkinä. Illalla akua ladataan jälleen neljä tuntia, ja tällä kertaa akku täyttyy jo illalla yhdentoista aikaan.

Lataustapa näkyy hyvin kulutusdatasta. Sähkönkäyttö nousee 13 kW tasolle kun auto kytketään laturiin, ja laskee perustasolle akun täytyttyä. Mikäli käytössä olisi pörssisähkösopimus, kannattaisi latauksen aloitus siirtää myöhemmälle: puolenyön jälkeen on yleensä halvimmat hinnat, ja akku ehtisi silti täyttyä aamuun mennessä.

Kulutustietojen valossa sähkö riittäisi helposti myös toisen sähköauton lataamiseen. Vaihtoehtoina olisi silloin joko säätää molempien autojen latausteho pieneksi (jolloin ne lataisivat yhtä aikaa), ajastaa autot lataantumaan eri aikaan (toinen alkuillasta, toinen aamuyöllä) tai käyttää aktiivista kuormanhallintaa (helpoin ja joustavin). Useamman auton lataaminen jätetään kuitenkin toisen jutun aiheeksi.

Mikä on riittävä pelivara?

Omalla kohdalla sähkö siis riittää enemmän kuin hyvin, vaikka lehdistössä ja jopa sähköalan ammattilaisten puheissa väitetään etteivät sähkölämmitteisen talon sulakkeet yleensä riitä. Latausjärjestelmät -kirjassa jopa suositellaan omaani vastaavassa tilanteessa peräti 63 ampeerin sulakkeita ja 22 kW latauslaitetta, joka on omien kokemuksieni pohjalta täysin ylimitoitettu ajatus. Onhan 22 kW latausteho kiva, jos liittymä ja raha eivät ole rajoitteita, mutta hyvin harva maksimitehoa ikinä tarvitsee.

Omien kokemusteni mukaan 11 kW latausteho riittää käytännössä kaikissa tilanteissa, enkä ole (vielä) törmännyt sellaiseen ajoprofiiliin jolla 22 kW latauslaite olisi kotikäytössä perusteltu. Omalle kohdalle on 120 000 km matkalla ilmaantunut kolme tilannetta, joissa olisin kaivannut yli 11 kW lataustehoa kotona. Näistä selvittiin lataamalla kauppareissulla tai pysähtymällä pikalaturille 100 km aikaisemmin.

Kotona ei ole kaivannut 22 kW laturia: niinä harvoina kertoina kun ajamista on ollut poikkeuksellisen paljon, olen saanut täydennystä palaverin aikana parkkihallista tai vaikka kauppareissulla. Lidlin ilmaisen sähkön varaan en tosin laskisi nuukien laturisudokun pelaajien takia, vaan esimerkiksi K-kauppa on varmempi valinta. KUVA: Joose Luukkanen

Suuritehoisen 22 kW laturin saamiseksi sulakkeita ei siis kannata suurentaa, mutta joissain tapauksissa päivitys suurempaan on väkisin edessä. Mikäli kulutus on ympäri vuorokauden niin suurta, että pelivaraa jää vain 1-2 kW – tai sulakkeet paukkuvat muutenkin – ei lataaminen oikein järjesty helposti. Tässä kohtaa on syytä suosiolla tilata suurempi pääsulake.

Yksittäinen piikki ei vielä tarkoita ongelmia. Tutkimalla tuoretta tuntikohtaista dataa on mahdollista tutkia mikä kulutuspiikin aiheuttaa. Jos sen lähteenä on esimerkiksi sähkösauna, iso ulkoporeallas tai autotallista löytyvä perintökalleus virtasyöppö Kemppi, ei asiasta kannata tehdä ongelmaa. Helpoimmillaan asia ratkeaa sillä, ettei yksinkertaisesti lataa autoa silloin kuin saunoo, kylpee tai hitsaa. Asian voi myös automatisoida jolloin sitä ei tarvitse miettiä: tämä onnistuu pienin kustannuksin sähkömiehen asentamalla releellä, joka katkaisee auton latauksen silloin kun esimerkiksi sähkökiuas kytkeytyy päällä.

Tyypillisessä tapauksessa kulutus on suurempaa päiväsaikaan ja kulutus laskee yöksi. Mikäli kulutusdata kertoo pelivaraa olevan edes 2-5 kW läpi yön, kannattaa ensimmäisenä miettiä riittääkö se. Useissa tapauksissa riittää: mikäli päivittäinen ajo on kymmeniä kilometrejä, ei tarvita kovin suurta lataustehoa.

Tarvittava latausteho

Kotona ei tarvitse pystyä lataamaan akkua tyhjästä täyteen joka yö, jos akkua ei oikeasti ajeta joka päivä tyhjiin. Riittää, kun lataat sen verran energiaa, kuin mitä tyypillisen päivän aikana käytät. Lasken kulutuksen talven mukaan, koska silloin kulutus on pakkasen tai loskan takia kovimmillaan. Vertaamalla tarvittavaa lataustehoa omaan reserviisi näet suoraan, onnistuuko lataus ongelmitta!

Lataustarve esitetään allaolevassa taulukossa. Omia ajoja ei kannata arvailla, vaan laskea kilometrit vaikkapa työviikon ajalta. Työmatkojen lisäksi on syytä laskea mukaan kauppareissut ja harrastukset. Oletan auton kuluttavan 25 kWh per 100 km. Pienillä autoilla kulutus voi tosin olla reilusti matalampi, ja isoilla autoilla pätkäajossa (jossa auto ehtii jäähtyä ennen ajon jatkumista) enemmän, jolloin kannattaa katsoa tulos pykälää alemmalta riviltä.

Tehontarve erilaisilla ajomäärillä. Keskimäärin suomalainen ajaa alle 50 km päivässä, jolloin ei kummoista lataustehoa tarvita. KUVA: Joose Luukkanen

Keskimääräisen suomalaisen päivittäinen ajosuorite on alle 50 km, ja siihen riittää jo alle 1,5 kW latausteho! Tämä onnistuu jopa tavallisesta pistorasiasta ongelmitta – ja pelivaraakin jää vielä 2 ampeeria. Mikäli reserviä on edes 4 kW, niin sillä ajaa jo 150 km ajot heittämällä.

Pienellä pelivaralla auton yksivaihelaturi voi kaataa koko homman, vaikka ajoa olisi minimaalisesti. Siinä missä 3×5 ampeeria antaisi sähköt yli 100 km ajoon, ei 1×5 ampeerin latausvirta talvella täytä akkua kuin 40 km verran. Pahimmilla pakkasilla koko latausvirta voi kulua pelkästään akun lämmitykseen! Toistan ohjeeni: jos pelivaraa on vähän, valitse auto jossa on kolmivaihelaturi.

Suurennanko sulaketta?

Mikäli ajomäärä vaihtelee päivittäin, esimerkiksi 10 ja 200 km välillä, ja on epävarma lataustehon riittävyydestä, ei kannata vielä heittää kirvestä kaivoon. Ovatko pitkät ajopäivät peräkkäin? Onko ajoa kerran viikkoon paljon? Poikkeanko joka tapauksessa jossain, missä voin ladata?

Ennen auton hankintaa sulakkeita on turha suurentaa varmuuden vuoksi. Odota auton saapumista ja kokeile, riittääkö sähkö. Nosta latausvirtaa ampeeri kerrallaan ja taputa lopulta itseäsi olalle kun huomaatkin sähkön piisaavan.

Tyyliniekka sähköauton lataus - K-Lataus
Tarvittaessa akkua voi täydentää vaikka kauppareissun aikana. Rahoistaan tarkka arvioi onko viisaampaa nostaa sulakekokoa vai ladata satunnaisesti maksullisella laturilla. KUVA: Joose Luukkanen

Mikäli kotilataus näyttää jäävän niukin naukin vajaaksi, kannattaa vielä laskea onko sulakkeiden suurentamisessa järkeä. Vaikka akkua joutuisi 1-2 kertaa viikossa täydentämään esim. ruokakaupassa käynnin yhteydessä ”kalliilla” sähköllä (en laskisi Lidlin ilmaisen sähkön varaan), niin se voi silti kokonaisuutena tulla halvemmaksi kuin maksaa suurempaa perusmaksua. Esimerkin Carunan kohdalla pääsulakkeen suurennus 3x25A → 3x35A maksaa 19,40€ kuukaudessa: erotuksella lataa n. 200 kWh sähköä julkisista latureista olettaen hinnan olevan 10c per kWh kotilatausta kalliimpaa.

Lue lisää

Juttusarja jatkuu lähipäivinä kotilatauksen turvallisuuskysymyksillä. Sen lisäksi tulossa on oma osionsa eri latauslaitteista: pärjäänkö auton mukana tulevalla laturilla, vai onko syytä ostaa kiinteä latausasema?

Kotilatausta käsitellään perusteellisesti Sähköautot -kirjassa, jonka voit tilata suoraan kirjan kotisivujen kautta. Käyttämällä etukoodia TYYLINIEKKA saat kirjasta 10% alennuksen. Alennus on voimassa pääsiäiseen 2021 saakka.

Oliko juttu hyödyllinen ja olet aikeissa tilata uuden Teslan? Tilaa Teslasi käyttämällä suosittelulinkkiniäni https://ts.la/joose16138 , niin saamme molemmat 1500 km edestä Supercharger -latauksia!

Joose Luukkanenhttp://sahkoautokirja.fi
Sähköautoileva Huippumyyjä tarinoi Teslan ratin takaa matkakokemuksia ja raportoi uusista jutuista sähköautorintamalla. Alfamer julkaisi syyskuussa 2020 Joosen kirjan Sähköautoista. Hyödynnä alekoodi TYYLINIEKKA tilatessasi kirjan allaolevasta linkistä.

JÄTÄ VASTAUS

Kirjoita kommenttisi!
Kirjoita nimesi tähän

Uusimmat

Tilaa Tyyliniekan uutiskirjeLähetämme sinulle koosteen uusimmista julkaisuistamme maanantaisin, keskiviikkoisin ja perjantaisin.

Lähetämme sinulle koosteen uusimmista julkaisuistamme maanantaisin, keskiviikkoisin ja perjantaisin. Tietojasi emme luovuta eteenpäin.