Laddstation för elbilar vid ett snabbköp i Helsingborg

Förra posten handlar om de problem som klimatpolitiken skapar i elnäten genom att produktionen av el med vind- och solel är nyckfull och oförutsebar. Men oväntade problem upptår också i elnätens andra ända, vid laddning av elbilar. Störningar från en enstaka bil klarar näten idag, men antalet skall öka med en önskad omställning av hela transportsektorn.

Hög batterispänning

Elbilarnas batterier arbetar med likström vanligtvis vid spänningar mellan 300 och 700 Volt. De skall kunna laddas från nätets enfas uttag för 230 V växelström. Det kräver en serie kvalificerade elektroniska omvandlingar.

Trefas distribution

Nätet distribuerar strömmen i tre ledningar, mellan vilka spännningen är 400 V, trefas-system. En större elmotor ansluts till alla tre ledningarna, i vilka spänningarna är fasförskjutna så att en roterade kraft erhålles direkt. I en tre-fas motor blir strömmen lika stor i alla tre ledningarna.

I en villa dras vanligen en trefasledning in, men de flesta elapparaterna i ett hem har bara två ledningar, den ena kopplad till en fasledning och den andra till ”Nollan”, en ledning som kopplas till ”Jord”. Mellan ”Fas” och ”Jord” har man spänningen 230 V. När belastningen är balanserad, lika stor ström i de tre faserna, är strömmen i Nollan noll Ampère. I någon punkt ansluts den ledningen till ett ”jordtag”, en plåt nedgrävd i marken. Vid obalans i systemet kommer en ström att löpa i jorden från brukarens nolla till ett centralt jordtag. Det förutsätter att markens ledningsförmåga är acceptabel. Den kan ändras radikalt vid olika fukthalt.

Obalans

Slår man på kaffekokaren, blir strömmen plötsligt 8 A i en enda fasledning och i kokarens nolla till villans elcentral. Ledningarna i villan dras så att lampor, brödrost, spis, disk- och tvättmaskin, etc. ansluts till olika faser. Då blir obalansen mellan faserna reducerad när man slår på andra apparater. Strömstyrkan blir alltså måttlig i nollans ledning ut från villan. Sedan sker vidare utjämning mellan alla villor i ett område, så att det blir rimligt jämn belastning på alla tre faserna i områdets transformator, som tar ner spänningen till 400 V från högspänningsnätet.

Komplikationer med elbilen

Elbilen kommer emellertid med flera komplikationer. De apparater som står på länge i ett hem drar små strömmar, lampor, TV, etc. De som drar stora strömmar, brödrost, kaffekokare, spis, disk- och tvättmaskin, etc. är påslagna med full effekt korta stunder eller intermittent. Men elbilen drar så stor ström som säkringen tillåter under hela eller halva natten, då mycket få andra apparater står på. Det blir en mycket stor och långvarig snedbelastning. Skulle ett par grannar råka ha sin laddning kopplad till samma fas uppstår effektförluster och andra problem i transformatorstationen.

Övertoner, transienter, spikar

Omvandlingen av en mjukt sinusformad spänning av 230 V med frekvensen 50 Hertz till en likström av kanske 450 V kräver omfattande elektronisk bearbetning. Det kan ske på många olika sätt, men generellt gäller att växelströmmen hackas upp i korta pulser, som sedan behandlas vidare. Om varje period delas upp i 6 delar får man en likriktad ström, som har en överlagrad pulsering med frekvensen 600 Hz m.a.o. en överton. Den spids även till nätet.

Vid varje ”hack” tvärstoppas strömmen ett mycket kort ögonblick, vilket ger en hög topp i spänningen, en transient, som också kallas en spik. Sådana uppstår alltså flera gånger under varje period, vilket ger störningar med mycket hög frekvens som sprids ut på nätet. De kan orsaka felfunktion i grannarnas elektroniska utrustning.

Detta behandlas mera utförligt av Donald Andersson i specialtidskriften ”Elinstallatören” 2017-04-19. Han talar om ”PEN-ledaren”. Det är en gemensam ledare för skyddsjord, ”Protective Earth” PE, och ”Neutral” eller Nolla, N.

Numera skall en anläggning kopplas in med 5 ledare: tre för faserna, en för nollan och en för skyddsjord. Den senare är helt skild från spänningsförande ledare medan nollan för så mycket ström som anläggningens obalans mellan faserna ger.

Förr användes fyra ledare. Skyddsjord och nolla var hopslagna. Det flesta hus som står idag, både villor, hyreshus och industrilokaler, är gamla, så detta system finns fortfarande på många håll. Om jordningen har dålig ledningsförmåga och strömstyrkan blir hög uppstår höga spänningar i nollans ledare. Det kan vara farligt, men långt innan spänningen blir farlig kan närbelägen elektronisk utrustning störas ut av de höga frekvenser, som störningarna kan ha. Om ledningarna inte är dragna i metallrör eller mantlade med en metallisk fläta, fungerar de som radioantenner.

Oförutsedda problem

Det är väl känt att ny teknik oftast kommer med oförutsedda problem, “barnsjukdomar”, sådant alla får gå igenom. I normala fall använder man den nya tekniken i liten skala till små kostnader medan problemen löses, för att sedan öka tillämpningen till stor skala, vilket då kan ske utan större problem. Klimatpolitiken däremot drivs av paniken att Jorden går under om inte medborgarna snabbt tvingas att leva ”fossilfritt”.

Det medför oförutsedda problem av många olika slag, vilka ökar både direkta och indirekta kostnader.

Okunniga och oerfarna styr

Det tragiska är att detta drivs igenom av okunniga, oerfarna politiker, som vägrar att ta till sig de fakta, som säger att paniken är onödig. Utsläppen av koldixoid är nyttiga istället för skadliga.

Alla kostnader och problem med ”fossilfritt” är onödiga och ofta rent kontraproduktiva.

Kan vi kalla vår tid för annat än ”Nedsläckningstiden” ? Den kommer att gå till historien som tiden då idiotin styrde och lyset slocknade ibland.

+ – + – + – +

by