Lastbalansering för laddboxar:

Kort svar: vad lastbalansering är

Lastbalansering innebär att laddboxarna delar på fastighetens tillgängliga elkapacitet istället för att var och en tar så mycket den kan. Ett styrsystem mäter hur mycket ström som finns kvar under säkringens tak, fördelar den mellan bilarna som laddar just nu, och räknar om fördelningen löpande när bilar kommer och går. Resultatet är att många fler bilar kan ladda på samma säkring – och att huvudsäkringen sällan behöver uppgraderas.

– Lastbalansering är egentligen lastoptimering, alltså att optimera elen som för närvarande finns tillgänglig i en fastighet. Systemet fördelar tillgänglig el till samtliga fordon som laddas parallellt, och elen styrs automatiskt och i realtid dit den behövs mest, säger Peter Magnusson, mjukvaruutvecklare på Waybler.

Utan lastbalansering: därför tar elen slut vid två bilar

En laddbox utan styrning drar det den är säkrad för, ofta 16 A per fas. Två boxar på en 25 A-grupp går bra så länge bara en bil laddar. När den andra bilen kopplas in löser säkringen. Alternativet är att dimensionera elen för värsta fallet – att alla laddar fullt samtidigt – vilket kräver en huvudsäkring och ett elnätsabonnemang som fastigheten aldrig utnyttjar i praktiken.

Det värsta fallet inträffar nästan aldrig. Bilar står parkerade större delen av dygnet och lastbalanseringen arbetar under hela tiden. Utgångspunkten är att elen ska räcka till det verkliga behovet, inte till det teoretiska maximumet.

Statisk eller dynamisk: skillnaden som avgör

Statisk lastbalansering delar ett fast tak mellan laddboxarna. Är taket 32 A och fyra bilar laddar får varje bil 8 A, oavsett om fastigheten i övrigt drar mycket eller lite. Enkelt, men taket måste sättas lågt för att vara säkert – och kapaciteten som tvättstugan inte använder klockan tre på natten går förlorad.

Dynamisk lastbalansering mäter fastighetens verkliga förbrukning i elcentralen och ger laddningen det som blir över, sekund för sekund. Drar hissar och värmepump mycket sänks laddningen; på natten när fastigheten sover får bilarna nästan hela säkringen. Det är den enda formen som skalar till många bilar, och det är den formen resten av sidan handlar om.

Så tänker fördelningen: ett träd, inte en kö

En vanlig missuppfattning är att lastbalansering är en kö – först till kvarn. Wayblers styrning bygger istället på ett träd som speglar hur elen faktiskt är dragen i fastigheten:

• Roten är fastighetens huvudsäkring eller matning. Det är dess gräns som sätter det yttersta taket för allt som fördelas.
• Grupperna motsvarar elcentralens avsäkringar mot laddboxarna – en grupp per säkring. Varje grupp har sitt eget tak, som aldrig överskrids även om roten skulle ha kapacitet kvar.
• Virtuella grupper samlar fysiska grupper som hör ihop, till exempel två våningsplan i ett garage som delar en matning.
• Laddstationerna är lövnoderna – varje uttag som en bil kan kopplas in i.

Fördelningen utgår från roten och går uppåt. Varje nod fördelar sin kapacitet jämnt mellan sina “grenar”: roten delar mellan grupperna, grupperna mellan sina stationer. Ingen gren kan ta mer än sin säkring tål, och ingen station kan ta mer än gruppen har. Det är därför anläggningen är säker oavsett hur många bilar som kopplas in – trädet kan inte fördela ström som inte finns.

Två steg varje gång något ändras

När en bil kopplas in, kopplas ur eller ändrar sin förbrukning räknar systemet om hela fördelningen. Det sker i två steg:

1. Alla får något först. Systemet går varvet runt och ger varje station som vill ladda den lägsta ström som en bil accepterar, ungefär 6–8 A. Det garanterar att ingen bil står helt utan laddning för att grannarna kom först. Rättvisan ligger inbyggd i ordningen: en nod med många stationer favoriseras inte över en nod med få – varje nivå i trädet behandlas lika.
2. Sedan fördelas resten. Det som finns kvar under taken delas ut i små steg, varv efter varv, tills antingen kapaciteten är slut eller ingen station kan ta emot mer. Stationer som kan ladda trefas erbjuds det när utrymme finns; annars växer de på den fas de redan ligger på.

Konsekvensen för den boende är enkel: laddar tre bilar får alla ungefär lika mycket, laddar tjugo får alla mindre – men alla laddar. Och när tio av dem blir fulla under natten flyter deras andel över till de tio som fortfarande behöver.

Adaptiv styrning: outnyttjad el går vidare

Här ligger den största skillnaden mellan enkel och avancerad lastbalansering. En bil som tilldelats 16 A men bara drar 6 A – för att batteriet är nästan fullt, för att bilen själv begränsar, eller för att den laddar enfas – låser i ett enkelt system upp 10 A som ingen använder.

Wayblers styrning upptäcker det. När en station inte drar det den fått sätts ett nytt tak för just den stationen, och nästa gång fördelningen räknas om tackar stationen nej till mer. Strömmen den avstår går vidare till nästa station i trädet. Det är den mekanismen som gör att en anläggning i praktiken kan ha betydligt fler bilar inkopplade än vad säkringen “borde” klara: systemet fördelar efter vad bilarna faktiskt tar, inte efter vad de teoretiskt kan ta.

Fasbalansering: tre ledningar, inte en

En trefasanläggning har tre ledningar in, och säkringen gäller per fas. Om alla enfasbilar råkar hamna på samma fas kan den fasen slå i taket medan de två andra står nästan tomma – och då är kapaciteten slut trots att två tredjedelar av den är oanvänd.

Därför kan Wayblers laddstationer välja fas. Systemet placerar enfasladdande bilar så att belastningen jämnas ut över alla tre faser, och låter bilar som klarar trefas ta det när utrymme finns. Det är skillnaden mellan att utnyttja en tredjedel av säkringen och hela. Fasbalansering är också anledningen till att en snedbelastad elcentral, vanlig i äldre fastigheter, oftast inte behöver byggas om innan laddning installeras. Waybler Dynamic hanterar fasval i varje uttag.

Vad det betyder för fastigheten

Med rätt styrning kan en förening ladda upp till 50 bilar på en 63A-säkring utan att röra huvudsäkringen. Vad det innebär i kronor för en förening finns på sidan om vad laddstolpar kostar.

Effekttariffer: samma logik, ett tak till

Allt fler elnätsbolag debiterar efter månadens högsta effekttopp. Lastbalanseringen gör då dubbel nytta: samma tak som skyddar säkringen kan sättas lägre än säkringen för att hålla nere effektavgiften. Bilarna laddar långsammare de timmar fastigheten drar mycket och snabbare på natten – totalt får de samma energi. Tilläggstjänsten Waybler OptAI tar det ett steg längre och förutsäger fastighetens förbrukning för att sätta taket automatiskt.