Eerder berichtten we al eens over snellaad-stations die we in samenwerking met de gemeente Amsterdam naar Nederland willen halen. Inmiddels zijn we in razend tempo bezig om een dergelijk netwerk echt neer te gaan zetten, waarover binnenkort meer. In dit blog aandacht voor wat een snellader is, met welke auto’s je er terecht kunt en waarom wij denken dat het snelladen een belangrijke technologie wordt om het bereikprobleem te tackelen van de volledig elektrische auto.
Binnenboordlader vs buitenboordlader
Een elektrische auto heeft een lader aan boord, die je kunt vergelijken me de lader van oplaadbare batterijen. Doordat er een lader in een elektrische auto zit, kan je de laadkabel van de auto dus gewoon in een stopcontact steken. Als je dat doet, laadt de auto op 230 Volt en 16 ampère (230V/16A). Je stopt dan per uur ruim 3.5 kilo-watt (kW) in de auto. Een batterij van 16 kilowatt-uur (kWh), zoals in de Mitsubishi i-MiEV zit, zou je dan in iets meer dan 4.5 uur kunnen laden. In werkelijkheid is het iets meer, omdat het laatste stukje langzamer gaat (druppel-laden).
Laden met een binnenboordlader kan sneller door een hogere spanning (volt) of stroomsterkte (ampère) te gebruiken. Het maximale laadvermogen van de Tesla is 230V/63A, of te wel 14 kW. Renault komt naar verwachting met auto’s die op 400 Volt (‘krachtstroom’) kunnen laden met 32 tot wel 63 ampère. Dit geeft een laadvermogen van maximaal 25.2 kW. Deze manier van laden, met een binnenboordlader op hogere spanning en/of stroomsterkte, wordt ook wel AC-snelladen genoemd (wisselstroom-snelladen). De grote 53 kWh batterij van de Tesla kun je dan in iets minder dan 4 uur opladen. Het vermogen dat je dan trekt is ruim 14 duizend Watt (voor ingewijden: de Tesla laadt op één fase, vandaar 230×63).
De snelladers waar we het over hebben zijn laadstations waar met 400V/125A gelijkstroom (DC) geladen wordt. Dit geeft een laadvermogen van 50 kW. Laders die hier tegen kunnen, zijn prijzig en groot. Daarom zit dit type lader in het snellaadstation en niet in de auto. Deze lader regelt het laadproces en staat in directe verbinding met de batterij. De lader in de auto wordt dus omzeild. Je sluit de snellaadkabel dus ook op een andere plek en manier aan.
80% in 30 minuten
Met de 50 kW snellader kan een batterij voor zo’n 80% geladen worden in nog geen 30 minuten. Een snellaadstation is daarmee ideaal om onderweg snel even een paar kilometers bij te ‘tanken’. Dat hoeft natuurlijk geen 30 minuten te duren, omdat je zelden echt leeg aankomt bij zo’n laadstation. Je laadt al snel 60 km in een kwartiertje! Dit filmpje laat mooi zien hoe het werkt en hoe lang (of beter: hoe kort) het duurt: Snelladen Mitsubishi i-MiEV in Engeland
Chademo: laten we een thee nemen terwijl we laden
Snelladen met dusdanig hoge spanning vereist dat de lader, die dus buiten de auto zit, goed met de batterij kan communiceren en constant weet hoe vol de batterij is, hoe warm etc etc. Voor dit proces in een standaard afgesproken die is ontwikkeld door Mitsubishi, Nissan, Toyota, Fuji en Tepco (Tokyo Electric Power Company): de ChaDeMo standaard. Chademo is een woordspeling op het Japanse ‘O cha demo ikaga desuka’, waarvan we allemaal weten dat dat het volgende betekent: ‘laten we een thee nemen terwijl we laden’. (Ik verzin het niet zelf: kijk maar!).
Welke auto’s?
Het zal je niet verbazen dat de Mitsubishi i-MiEV en de Nissan Leaf, die eind dit jaar op de markt komen, met een Chademo snellader geladen kunnen worden. Ook de Peugeot iOn en de Citroën C Zero, die hetzelfde zijn als de i-MiEV, kunnen met deze snelladers overweg. De elektrische modellen van Renault zullen hoogst waarschijnlijk met AC snelladen worden uitgerust. Al met al zal volgend jaar dus het overgrote deel van alle elektrische auto’s die op de markt komen, geschikt zijn om op een of andere manier snel te laden.
Batterij wisselen om meer kilometers te maken
Een andere manier om meer actieradius te krijgen met een volledig elektrische auto is de batterij te wisselen. Een dergelijk systeem wordt ontwikkeld door Better Place. Een bestuurder rijdt met de auto een wisselstation in waar binnen enkele minuten de batterij volledig automatisch wordt verwisseld.
Batterij wisselen kan alleen als de batterij niet van jezelf is, omdat je anders misschien een nieuwe batterij inwisselt voor een oude en je daarmee de waarde van je auto verlaagt. Daarnaast zul je een auto moeten hebben waarvan de batterij volledig automatisch verwisseld kan worden. Vooralsnog zijn er slechts twee automerken die met een model komen waarmee dat kan. De eerste is Renault, die een deel van de Fluences die gaan komen, geschikt maken voor het systeem. Renault heeft de intentie er daar vóór 2016 zo’n 100,000 van te produceren. Het tweede merk is het Chinese Chery. Hiervan zijn geen productieplannen bekend.
Snelladen: technologie van de toekomst
Wij zijn ervan overtuigd dat snelladen, en niet batterij wisselen, een belangrijke rol gaat spelen in de toekomst. We zien namelijk dat de meeste autofabrikanten er voor kiezen om de batterij en de auto als één geheel te ontwikkelen (zie grafiek). Dit is logisch, omdat de batterij een belangrijk onderdeel is van de elektrische auto. Als je de batterij standaardiseert, wat nodig is voor batterij wisselen, dan kunnen autofabrikanten zich minder goed technisch onderscheiden van elkaar.
Snelladen is ook een heel stuk goedkoper dan batterij wisselen. Een snellaad-station kost zo’n €50 duizend, terwijl een batterijwisselstation €1 miljoen kost.
Daar komt nog bij dat het snelladen steeds sneller wordt. Nu al kan een auto in 30 minuten voor 80% geladen worden zonder dat het de batterij noemenswaardig schaadt. Snelladen in 15 minuten is ook al mogelijk en volgens experts zal dat volgend jaar beschikbaar kunnen komen in consumenten auto’s. Snelladen in 5 minuten lukt al in het lab, maar is daarbuiten nog niet toepast. Het is ook nog maar de vraag of daar behoefte aan is: je wilt nog wel even tijd hebben voor een kop thee!
Tags: laadpunten, laden, Snelladen, techniek
Vergeet niet dat er ook plug-in hybride auto’s op de markt komen om de tijd tot (extreem) snelladen te overbruggen: voor korte ritten (tot 60% van alle autokilometers!) rijd je elektrisch; voor lange ritten (>100km) rijd je op de oude vertrouwde manier (benzine / diesel motor)…..
Ik begrijp dan ook niet waarom er maar zo weinig aandacht is voor deze plug-in hybride auto’s t.o.v. de full-electric auto’s.
Dag Daniël,
Bedankt voor de reactie – hybride voertuigen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het elektrificeren van een groot deel van het aantal kilometers dat met de auto gereden wordt. Wij houden ons om dan ook met hybride voertuigen bezig bij The New Motion. Ik dit artikel wilde ik wat dieper ingaan op het snelladen vs batterij wisselen. Aangezien hybride voertuigen geen snellaad- of wisselstation nodig hebben, ben ik op deze groep voertuigen niet verder ingegaan.
Groet,
Wouter
Het klinkt allemaal erg mooi,,met zijn allen elektrisch autorijden.
Maar er zijn nogal wat grote vragen mbt dit onderwerp.
Zo is er de vraag of de apparatuur ,,de accus,,de laadpunten wel zo milieuvriendelijk zijn.
De accus zijn moderne, litium accus,,en bevatten veel dure,zeldzame en giftige metalen.
Veel van die metalen worden nu al schaarser in de wereld, en bij de ontginning wordt het mileu zwaar belast. Ook is de levensduur van accus altijd beperkt,,er zal dus een enorme berg van oude accus onstaan,,die ook weer gerycycled moeten worden,,{ wel beetje cradle to cradle denken dus}
Dan de laadapparatuur: zware trafos,,met primaire en secundaire spoelen zijn nodig,,,waarin kilos roodkoper zit. , vervolgens allerlei elektronica,,zoals gelijkrichtercellen,,die net als computeronderdelen
en componenten,,wederom zware metalen,,giftige soffen etc. bevatten, en bijkomende elektronica.
Dan de laadstations,,die een veelvoud van die apparatuur in huis moeten hebben,,en daar duizenden van door heel nederland.
Het is nog maar de vraag wat daar in totaal de co2 voetafruk van is.
In de berekening elders op deze site, komt al naar voren dat elektrisch rijden alleen echt de CO 2 uitstoot, indrukwekkend per km ,naar beneneden drukt,,is dat wanneer alle geleverde KW, groen is.
Maar laten we eens berekenen, hoeveel elektrische energie er nodig is om de 6 miljoen autos,,dus personenautos en kleine busjes, die er momenteel in nederland af en toe, of vaak rijden,,allemaal 1 uurtje per dag te laten rijden op elektriciteit;
Een uurtje elektrisch rijden ,,dus vanuit de accu, kost gemiddeld,{de cijfers verschillen nogal per fabrikant}, maar zeg maar 20 KWH,,en daar haal je in een uur CA 100 km mee.
Ok,,dat is dus 6 miljoen autos X 20 KWH..= 120.000.000 KWH.
Oftewel.: 120.000 megawattuur
Dat is veel hoor,,,en dat moet dan dus extra uit het bestaande net geleverd worden.
Een gas of kolen gestookte energiecentrale levert gemiddeld 1200 megawattpiek
Dat zou dus betekenen,,dat er 120.000 MWH , gedeeld door, 1200MWH = zo’n 1000 gas of kolengestookte energie centrales bij moeten komen…op het aantal bestaande centrales, die laatsten zorgen namelijk,op dit moment, al voor de gewone dagelijkse huishoudelijke en industriele behoefte.
Lijkt me heel erg veel,1000 extra centrales,,en heb ik het nog niet over de enorme bekabeling die je extra moet aanleggen. En dan niet alleen de verlengiing en vergroting van hoogspanningskabels ,,maar ook heel dikke kabels, voor het transport van 400 of 500 kva,,naar die duizenden laadstations,,want dat zullen megaelektriciteits slurpers zijn, bij te lichte grondbekabeling vliegen zo de beveiligingen in de grote trafostations eruit,,vanwege overbelasting,,en warmte ontwikkeling.
Stel dat geregeld is:
Dan zullen het dus wel hoogrendements kerncentrales worden, want om fossiel 1000 extra centrales te voorzien van brandstof ..is onmogelijk.
En al helemaal om 120.000 megawatt groen op te wekken,,,
Als ik een rekenfout maak hier hoor ik het graag.
Volgens mij klopt het wat ik hier bereken? toch?
En snelladers nemen nog meer vermogen van het net.
Beste G. W. van zijl,
Ik begrijp je verhaal, maar je berekening is niet correct.
Het verschil tussen kW en kWh is dat kWh het aantal Kw is dat je in 1 uur op kan wekken.
In jou berekening ga je uit van 20kW x 6 miljoen auto`s = 120 miljoen kW benodigt.
Voor het gemak verwissel je daarna 20kW met 20kWh. Dit is een groot verschil.
20kW is een energie eenheid, 20kWh betekend dat je in 1 uur 20 kW kan opwekken.
Laat ik nu je berekening bekijken:
Elke dag wordt 6miljoen x 20kW* = 120.000.000 kW afgenomen van het net. Dit is zoals jij ook schrijft: 120.000mW.
*De laadtijd (1 of 6 uur) is niet van belang. De energiehoeveelheid blijft onafhankelijk van het aantal uren dat je erover doet om het af te nemen, 20mW per auto.
Deze 120.000 mW moet gedurende de dag worden opgewekt. Voor het opwekken heb je dus beschikking over 24 uur, wat betekend dat er geen 120.000mWh maar 120.000mW / 24uur = 5000 mWh benodigt is.
Jij schrijft: “Een gas of kolen gestookte energiecentrale levert gemiddeld 1200 megawattpiek”
Dit zijn dus 5000mWh/1200mW= 4.2 nieuwe gas of kolen gestookte energiecentrales; die 24uur per dag draaien.
Ter vergelijking: grote windmolens op zee hebben een vermogen van 5mW.
5000mWh/5mW=1000 windmolens die 24 uur draaien om geheel Nederland op schone energie te laten rijden.
Note: Ik ben uitgegaan van jou 20kW x 6miljoen auto`s. In werkelijkheid staan deze 6miljoen auto`s niet elke dag stil bij de pomp. Ook al is de tankinhoud van de elektrische auto minder groot, dan nog zijn er zat auto`s die helemaal niet rijden of maar een klein beetje.
Note2: Windmolens draaien geen 24 uur per dag, maar daar zijn andere oplossingen voor
Beste GW en JD,
Nog een kleine aanvulling van mij op het stuk van JD.
In Nederland is in 2009 volgens het CBS 101,608 miljoen kilometer (afgerond: 102 miljard) gereden in 2009 met 8.4 miljoen auto’s. Als die allemaal elektrisch waren geweest, bij een gebruik van 0.15 kWh per kilometer, zou de behoefte aan elektriciteit zo’n 15,241 GWh zijn geweest. Een windmolen, zoals je die in Nederland veel ziet, levert zo’n 6,000,000 tot 7,500,000 kWh op per jaar. Je hebt er daarvan dan 2,000-2,500 nodig wil je genoeg energie opwekken om alle kilometers elektrisch te doen. (Ik laat voor het gemak verlies bij het laden en transport even weg – het gaat nu even om de grootheden.) Dat lijkt heel veel, maar eind 2009 stonden er in Nederland 1,900 molens. Het duurt overigens nog wel even voordat alle 8.4 miljoen auto’s elektrisch zijn. Dat geeft genoeg tijd om meer wind, maar ook meer zonne-energie, neer te zetten, zodat kolen- of kernenergie niet nodig hoeft te zijn.
Wat betreft het gebruik van gevaarlijke/zeldzame materialen: we moeten er inderdaad voor zorgen dat we goed met alle materialen omgaan en dat er zoveel mogelijk gerecycled wordt. Anders gaan we met elektrisch rijden van de regen in de drup.
Bronnen:
CBS: http://statline.cbs.nl/StatWeb/publication/?VW=T&DM=SLNL&PA=80428NED&LA=NL
Wind: http://www.windenergie.nl/133/faqs/vragen-cijfers/_faq/6).
http://www.oplaadpunten.org , Op deze website kan je oplaadpunten vinden voor elektrische fietsen en elektrische auto’s in Vlaanderen en Brussel.
Men kan eveneens oplaadpunten aanmelden. Tot nu toe zijn er al 250 oplaadpunten terug te vinden, en het aantal groeit met de dag.
Alain – bedankt voor de link!
Hoeveel watt heeft een tesla nu precies nodig?? ik heb strax een stand met 1800 watt , 220 volt en een tesla, kan ik deze met 220 opladen, terwijl ik op de stand een 1800 watt heb??
Dag Bart,
De Tesla laadt op 230V 10, 16, 32 of nog meer. Dat wil zeggen 230 x 10 = 2200W of meer. Ik weet niet 100% zeker of ie ook langzamer dan 10 ampere ingesteld kan worden. Kan dat nog even voor je nagaan. Hoe dan ook: als je 1800W op je stand hebt, wordt het krap – zo niet onmogelijk – je tesla daar te laden.
Groet,
Wouter
Bart – we hebben het net nog gecheked: 10 Ampere is de minimale laadsterkte. Dus, 10 x 230 = 2300 Watt. Gaat dus niet lukken op de stand.
Wouter