ตู้ไฟขนาด 100 แอมป์สามารถรองรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้หรือไม่? คู่มือการคำนวณโหลดและการอัปเกรด

ได้ ตู้ไฟขนาด 100 แอมป์มักจะสามารถรองรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบ Level 2 ได้ แต่การพิจารณาจากพิกัดกระแสของตู้ไฟเพียงอย่างเดียวไม่สามารถตอบคำถามนี้ได้. การตัดสินใจขึ้นอยู่กับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่คำนวณได้หรือวัดได้จริงของบ้าน การตั้งค่ากระแสสูงสุดของเครื่องชาร์จ พิกัดของตู้ไฟและอุปกรณ์จ่ายไฟ พื้นที่ว่างของเบรกเกอร์ และระบบจัดการพลังงานที่ได้รับการรับรอง.

ดังนั้น การอัปเกรดเป็น 200 แอมป์จึงไม่ใช่สิ่งที่จำเป็นเสมอไป สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (U.S. EPA) ระบุว่าบริการไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์มักจะเพียงพอ ขึ้นอยู่กับโหลดไฟฟ้าอื่นๆ ภายในบ้าน และยังระบุว่าการชาร์จด้วยกำลังไฟต่ำและการจัดการโหลดเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้แทนการอัปเกรดระบบไฟฟ้า.

ความปลอดภัยและขอบเขตตามมาตรฐาน: คู่มือนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวางแผนระบบไฟฟ้าที่อยู่อาศัยขนาด 120/240 โวลต์ในอเมริกาเหนือ การติดตั้งขั้นสุดท้ายจะต้องเป็นไปตามมาตรฐาน National Electrical Code (NEC) ฉบับที่ท้องถิ่นนั้นๆ บังคับใช้ หน่วยงานที่มีอำนาจหน้าที่ (AHJ) ข้อกำหนดของการไฟฟ้า คำแนะนำของอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EVSE) และการประเมินโดยช่างไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสม.

สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ

• ป้ายระบุขนาด 100 แอมป์ไม่สามารถยืนยันได้ว่าเครื่องชาร์จแบบ Level 2 จะติดตั้งได้หรือไม่ ควรทำการคำนวณโหลดไฟฟ้าของที่อยู่อาศัยหรือใช้ข้อมูลความต้องการใช้ไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาต.
• ห้ามนำพิกัดกระแสของเบรกเกอร์ทุกตัวมารวมกันเพื่อประเมินโหลดของตู้ไฟ เนื่องจากโหลดที่เชื่อมต่อ ความต้องการใช้ไฟฟ้าที่คำนวณได้ และพิกัดของเบรกเกอร์เป็นค่าที่แตกต่างกัน.
• วงจรย่อยสำหรับ EVSE ถูกกำหนดขนาดไว้สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง โดยทั่วไป EVSE ขนาด 32A ต้องการวงจรขนาด 40A, ขนาด 40A ต้องการ 50A และขนาด 48A ต้องการ 60A.
• การชาร์จด้วยกระแสไฟฟ้าที่ต่ำลงสามารถหลีกเลี่ยงการอัปเกรดระบบไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นได้ หากยังคงสามารถชดเชยพลังงานที่รถยนต์ใช้ในแต่ละวันได้ภายในช่วงเวลาที่ชาร์จ.
• ระบบจัดการพลังงานที่ผ่านการรับรองสามารถจำกัดหรือหยุดการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าชั่วคราวได้เมื่อมีการใช้โหลดไฟฟ้าอื่นภายในบ้านเพิ่มขึ้น.
• ช่องว่างในตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตช่วยแก้ปัญหาเรื่องพื้นที่ทางกายภาพเท่านั้น แต่ไม่ได้เป็นเครื่องพิสูจน์ว่าระบบไฟฟ้า สายเมน บัสบาร์ หรือตัวนำไฟฟ้า มีความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าเพียงพอ.

คำตอบโดยย่อ: กระแสไฟฟ้าของเครื่องชาร์จ EV และขนาดของวงจร

สำหรับ EVSE ระดับ 2 แรงดันไฟฟ้า 240 โวลต์ที่ใช้ในที่พักอาศัย ให้ใช้ค่า การตั้งค่าเอาต์พุตต่อเนื่องสูงสุด, ของอุปกรณ์ ไม่ใช่ชื่อทางการตลาดของเครื่องชาร์จ การวางแผนวงจรย่อยตามมาตรฐาน NEC จะใช้พิกัดวงจรขั้นต่ำที่ 125% ของโหลดสูงสุดของ EVSE.

กำลังไฟฟ้าขาออกสูงสุดของ EVSE	กำลังไฟฟ้าโดยประมาณที่แรงดันไฟฟ้า 240 โวลต์	พิกัดกระแสของวงจรขั้นต่ำที่ 125%	ขนาดเบรกเกอร์มาตรฐานทั่วไป
16เอ	3.84 กิโลวัตต์	20เอ	20เอ
24เอ	5.76 กิโลวัตต์	30เอ	30เอ
32เอ	7.68 กิโลวัตต์	40เอ	40เอ
40เอ	9.60 กิโลวัตต์	50เอ	50เอ
48A	11.52 กิโลวัตต์	60เอ	60เอ

การคำนวณคือ:

พิกัดกระแสวงจรย่อยขั้นต่ำ = กระแสสูงสุดของ EVSE × 1.25

ตัวอย่างสำหรับ EVSE ขนาด 32A:

32A × 1.25 = วงจรขนาด 40A

ตารางนี้ระบุถึงวงจรย่อยเฉพาะสำหรับ EVSE เท่านั้น โดยไม่ได้ ไม่ เป็นการยืนยันว่าระบบไฟฟ้าเดิมขนาด 100 แอมป์จะสามารถรองรับโหลดใหม่ได้ ทั้งนี้จะต้องตรวจสอบขนาดกระแสของตัวนำ พิกัดของจุดต่อสาย วิธีการเดินสาย สภาวะแวดล้อม แรงดันตก และคำแนะนำในการติดตั้ง EVSE ประกอบด้วย.

สำหรับคำอธิบายเกี่ยวกับวงจรย่อยเชิงลึก โปรดดูที่ VIOX คู่มือการกำหนดขนาดเบรกเกอร์สำหรับเครื่องชาร์จ EV.

ใช้เครื่องคำนวณโหลดเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า VIOX

ใช้เครื่องคำนวณเพื่อแปลงกำลังไฟฟ้าของ EVSE และแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้เป็นกระแสไฟฟ้าขณะทำงาน ให้ถือว่าผลลัพธ์เป็นข้อมูลนำเข้าสำหรับการประเมินโหลดของระบบไฟฟ้าที่อยู่อาศัย ไม่ใช่การอนุมัติการติดตั้ง.

ขั้นแรกให้ยืนยันว่าพิกัด 100 แอมป์หมายถึงอะไร

เจ้าของบ้านมักใช้คำว่า “ตู้ไฟ 100 แอมป์” และ “มิเตอร์ไฟฟ้า 100 แอมป์” ราวกับว่ามีความหมายเดียวกัน ซึ่งอาจไม่เป็นเช่นนั้น.

ช่างไฟฟ้าควรตรวจสอบดังนี้:

1. พิกัดการให้บริการไฟฟ้า: ขนาดความจุที่อนุญาตของระบบสาธารณูปโภคและอุปกรณ์บริการ.
2. พิกัดของเบรกเกอร์หลัก: พิกัดของอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินสำหรับระบบบริการหรือสายป้อน.
3. พิกัดของบัสบาร์ในตู้คอนซูมเมอร์ยูนิต: ตู้โหลดเซ็นเตอร์อาจมีพิกัดบัสบาร์ที่แตกต่างจากพิกัดของเบรกเกอร์หลักที่ติดตั้งไว้.
4. ตัวนำไฟฟ้าสำหรับระบบบริการและสายป้อน: วัสดุ ขนาด ฉนวน และข้อจำกัดของจุดต่อสายต้องรองรับพิกัดกระแสไฟฟ้าได้.
5. พิกัดของฐานมิเตอร์และอุปกรณ์ตัดตอน: การเปลี่ยนตู้ไฟเพียงอย่างเดียวไม่ถือเป็นการอัปเกรดอุปกรณ์ต้นทาง.
6. ประเภทและสภาพของตู้ไฟ: อุปกรณ์ที่ล้าสมัย ชำรุด มีสนิม หรือไม่มีอะไหล่รองรับ อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่แม้ว่าผลการคำนวณโหลดจะผ่านเกณฑ์ก็ตาม.
7. พื้นที่ว่างสำหรับติดตั้งเบรกเกอร์: วงจรระดับ 2 (Level 2) ขนาด 240 โวลต์ โดยทั่วไปต้องใช้ตำแหน่งขั้วเบรกเกอร์ที่อยู่ติดกันสองช่อง แต่พื้นที่ทางกายภาพนั้นแยกจากความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า.

การติดตั้งตู้ไฟขนาดใหญ่ขึ้นหรือตู้ย่อยสามารถเพิ่มจำนวนช่องวงจรได้ แต่ไม่สามารถเพิ่มความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าของระบบขนาด 100 แอมป์ได้ การเพิ่มความสามารถของระบบไฟฟ้าอาจต้องดำเนินการเกี่ยวกับเมนสวิตช์ อุปกรณ์มิเตอร์ สายเมน การเชื่อมต่อกับการไฟฟ้า การต่อลงดินและการเชื่อมประสานโครงโลหะ รวมถึงการขออนุญาตและการตรวจสอบ.

วิธีตรวจสอบว่าเครื่องชาร์จสามารถติดตั้งได้หรือไม่

ขั้นตอนการทำงานที่ถูกต้องประกอบด้วยการตรวจสอบแยกกันสามส่วน.

ตรวจสอบที่ 1: กำหนดภาระทางไฟฟ้าเดิมของที่อยู่อาศัย

สำหรับที่อยู่อาศัยในสหรัฐอเมริกา ผู้ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมอาจคำนวณภาระของสายป้อนหรือสายประธานโดยใช้วิธีที่อนุญาตตามมาตรฐาน NEC มาตรา 220 ที่บังคับใช้ในท้องถิ่น โดยขึ้นอยู่กับวิธีการและฉบับของมาตรฐาน ข้อมูลนำเข้าอาจรวมถึง:

• พื้นที่ใช้สอยและภาระไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างทั่วไป/เต้ารับ;
• วงจรย่อยสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กและเครื่องซักผ้าตามที่กำหนด;
• อุปกรณ์ทำอาหารด้วยไฟฟ้าและเครื่องอบผ้า;
• ระบบทำน้ำร้อน;
• อุปกรณ์ทำความร้อนและปรับอากาศ;
• เครื่องใช้ไฟฟ้าและมอเตอร์แบบติดตั้งประจำที่อื่นๆ;
• อุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า (EVSE) ระบบกักเก็บพลังงาน หรือโหลดขนาดใหญ่อื่นๆ ที่มีอยู่เดิม;
• ตัวคูณความต้องการไฟฟ้า (demand factors) ตามที่มาตรฐานกำหนด.

ค่าอินพุตที่ถูกต้องไม่ใช่ผลรวมของพิกัดเบรกเกอร์ทั้งหมด เบรกเกอร์ทำหน้าที่ป้องกันวงจร แต่ไม่ได้แสดงว่ามีโหลดทำงานพร้อมกันมากน้อยเพียงใด.

VIOX คู่มือการคำนวณโหลดไฟฟ้าในที่พักอาศัย อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับโหลดที่เชื่อมต่อ (connected load) โหลดความต้องการไฟฟ้า (demand load) และขนาดของมิเตอร์ไฟฟ้า (service capacity).

การตรวจสอบที่ 2: เพิ่มอุปกรณ์ EVSE ที่เสนอโดยใช้วิธีการที่เหมาะสม

มาตรฐาน NEC มาตรา 625 กล่าวถึงอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า ในกรอบของ NEC ปี 2023 ส่วนที่ 625.41 กำหนดให้การป้องกันกระแสเกินสำหรับสายป้อนและวงจรย่อยของ EVSE ต้องมีขนาดสำหรับการใช้งานต่อเนื่องไม่น้อยกว่า 125% ของโหลดสูงสุดของอุปกรณ์ ส่วนที่ 625.42 กล่าวถึงพิกัดของมิเตอร์ไฟฟ้า สายป้อน และวงจรย่อย โดยยอมรับการจำกัดโหลดภายใต้การจัดการพลังงานที่ผ่านเกณฑ์.

แยกการคำนวณทั้งสองส่วนออกจากกัน:

• การกำหนดขนาดวงจรย่อย: กำหนดขนาดเบรกเกอร์และขนาดความจุขั้นต่ำของวงจรสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟยานยนต์ไฟฟ้า (EVSE).
• การคำนวณโหลดของระบบไฟฟ้า: กำหนดว่าระบบไฟฟ้าและสายป้อนของที่พักอาศัยสามารถรองรับโหลดที่เกิดขึ้นตามวิธีการที่ระบุใน Article 220 ได้หรือไม่.

ห้ามนำค่าพิกัดกระแสของเบรกเกอร์ตัวใหม่ไปบวกเข้ากับผลรวมของพิกัดเบรกเกอร์เดิมโดยอัตโนมัติ ให้นำ EVSE ไปรวมอยู่ในวิธีการคำนวณโหลดที่ได้รับอนุมัติซึ่งใช้สำหรับที่พักอาศัยนั้นๆ.

ตรวจสอบที่ 3: ตรวจสอบการติดตั้งทางกายภาพ

แม้ว่าผลการคำนวณโหลดของระบบไฟฟ้าจะผ่านเกณฑ์ ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

• พื้นที่สำหรับติดตั้งเบรกเกอร์แบบสองขั้วที่เข้ากันได้;
• ประเภทของเบรกเกอร์ที่ได้รับการรับรองสำหรับตู้ควบคุมไฟฟ้า;
• พิกัดกระแสไฟฟ้าของตัวนำและพิกัดอุณหภูมิของขั้วต่อสาย;
• ระยะทางในการเดินสายและแรงดันไฟฟ้าตก;
• ขนาดความจุของตู้ย่อยในโรงรถหรือสายป้อน (ถ้ามี);
• การต่อลงดิน การเชื่อมต่อประสาน และการป้องกันอันตรายสำหรับบุคคลตามที่กำหนด;
• รูปแบบการติดตั้ง EVSE ว่าเป็นการต่อสายตรงหรือใช้เต้ารับ;
• ค่าการตั้งค่ากระแสไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของ EVSE และขีดจำกัดของเครื่องชาร์จในตัวรถยนต์;
• พิกัดการป้องกันสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารหรือในพื้นที่เปียกชื้น (ถ้ามี);
• ข้อกำหนดด้านใบอนุญาต การตรวจสอบ และสาธารณูปโภค.

ตัวอย่างที่ 1: EVSE ขนาด 32A อาจติดตั้งได้โดยไม่ต้องอัปเกรดระบบ

สมมติว่าช่างไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสมได้ทำการคำนวณโหลดสำหรับที่อยู่อาศัยตามเกณฑ์ที่เกี่ยวข้อง และพบว่าโหลดเดิมของที่พักอาศัยคือ 58A ที่ 240 V ก่อนที่จะมีการเพิ่ม EVSE เข้าไป.

เจ้าของบ้านต้องการการชาร์จที่ 32A:

เอาต์พุตของ EVSE = 32A

การประเมินแบบอนุรักษ์นิยมยังคงต่ำกว่าพิกัดบริการไฟฟ้า 100 แอมป์ ซึ่งสิ่งนี้ไม่ได้เป็นการอนุมัติการติดตั้งด้วยตัวมันเอง แต่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดบริการไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์จึงไม่ควรถูกปฏิเสธเพียงเพราะเครื่องชาร์จเป็นแบบ Level 2 ช่างไฟฟ้าสามารถใช้วิธีการคำนวณโหลดที่กำหนดไว้เพื่อตรวจสอบตู้ควบคุม อุปกรณ์บริการ ตัวนำไฟฟ้า และข้อกำหนดของ EVSE ได้.

ที่แรงดันไฟฟ้า 240 โวลต์ กระแสไฟฟ้า 32 แอมป์ จะให้กำลังไฟฟ้าประมาณ:

240V × 32A = 7.68 kW

อัตราการชาร์จดังกล่าวเพียงพอสำหรับตารางการชาร์จที่บ้านในช่วงข้ามคืนสำหรับรถยนต์หลายรุ่น โดยขึ้นอยู่กับเครื่องชาร์จในตัวรถและปริมาณพลังงานที่จำเป็นต้องชาร์จทดแทน.

ตัวอย่างที่ 2: การลดกระแสชาร์จก่อนการอัปเกรดระบบไฟฟ้า

สมมติว่าภาระทางไฟฟ้าของที่อยู่อาศัยก่อนติดตั้ง EV ที่ผ่านการตรวจสอบแล้วคือ 74A. อุปกรณ์ EVSE ขนาด 32A จะทำให้ได้ค่าการคำนวณแบบเผื่อความปลอดภัยดังนี้:

74A + 40A (ค่าที่ใช้ในการวางแผนวงจรย่อย) = 114A

ผู้สมัครรายนั้นไม่ผ่านเกณฑ์สำหรับการใช้บริการไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์ ตอนนี้ให้ทดสอบการตั้งค่า EVSE ที่ 16A:

วงจร 16A × 1.25 = 20A

การตั้งค่าที่ต่ำลงอาจช่วยให้โครงการดำเนินต่อไปได้โดยไม่ต้องอัปเกรดระบบไฟฟ้า หาก:

• EVSE รองรับการตั้งค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ผ่านการรับรอง ถูกจำกัดไว้ หรือเป็นไปตามมาตรฐานทางวิศวกรรม;
• ผู้ติดตั้งกำหนดค่าตามคำแนะนำของผู้ผลิต;
• หน่วยงานท้องถิ่นที่มีอำนาจ (AHJ) ยอมรับวิธีการดังกล่าว;
• การชาร์จที่ 3.84 kW เพียงพอต่อความต้องการพลังงานรายวันของผู้ขับขี่;
• การตรวจสอบการติดตั้งอื่นๆ ทั้งหมดผ่านเกณฑ์.

นี่เป็นเพียงตัวอย่างทางวิศวกรรมเพื่อความโปร่งใส ไม่ใช่ประวัติกรณีศึกษาของลูกค้า เอกสารคำนวณตามมาตรา 220 (Article 220) จริงอาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับโหลดของที่อยู่อาศัย วิธีการคำนวณ ฉบับของมาตรฐานที่ใช้ และการตีความของหน่วยงานท้องถิ่น.

โหลดที่คำนวณได้เทียบกับความต้องการไฟฟ้าที่วัดได้จริง

สำหรับการติดตั้งที่มีอยู่เดิม บางครั้งความต้องการไฟฟ้าที่วัดได้จริงสามารถเป็นฐานข้อมูลที่เป็นตัวแทนได้ดีกว่าการคำนวณโหลดของเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชิ้นใหม่ ข้อกำหนดของ NEC ในการกำหนดโหลดที่มีอยู่เดิมได้อนุญาตให้ใช้ข้อมูลความต้องการไฟฟ้าสูงสุดในช่วงระยะเวลาหนึ่งปี และภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด สามารถใช้ระยะเวลาการบันทึกที่สั้นลงได้หากไม่มีข้อมูลครบหนึ่งปี.

ห้ามใช้ยอดรวมกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) จากบิลค่าไฟฟ้าประจำเดือนเสมือนว่าเป็นความต้องการไฟฟ้าสูงสุด (Peak Demand) การใช้พลังงานในหน่วย kWh และความต้องการไฟฟ้าสูงสุดในหน่วย kW หรือ A เป็นการตอบคำถามที่แตกต่างกัน ในกรณีที่อนุญาตให้ใช้วิธีวัดความต้องการไฟฟ้าจริง ช่วงเวลาของข้อมูล โหลดตามฤดูกาล ระยะเวลาการวัด ปัจจัยการคำนวณ และโหลดที่เพิ่มเข้ามา จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่นำมาใช้และข้อกำหนดของหน่วยงานที่มีอำนาจ (AHJ).

คำแนะนำด้านโครงสร้างพื้นฐานสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ยังระบุให้ใช้ค่าโหลดสูงสุดที่วัดได้เป็นข้อมูลนำเข้าที่เหมาะสมที่สุดในการประเมินความสามารถของตู้ไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม.

เมื่อใดที่บริการไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์มักจะเพียงพอ

การติดตั้งเครื่องชาร์จระดับ 2 (Level 2) มีโอกาสที่จะติดตั้งได้สำเร็จมากกว่าเมื่อ:

• ที่อยู่อาศัยใช้ก๊าซหรือแหล่งพลังงานอื่นที่ไม่ใช่ไฟฟ้าสำหรับระบบทำความร้อนในพื้นที่ การทำน้ำร้อน หรือการประกอบอาหาร;
• ความต้องการใช้ไฟฟ้าที่มีอยู่จริงที่ผ่านการตรวจสอบแล้วยังคงมีกำลังไฟฟ้าสำรองเพียงพอ;
• กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EVSE) ที่เลือกใช้ อ้างอิงจากความต้องการในการขับขี่จริงในแต่ละวัน ไม่ใช่การตั้งค่าสูงสุดที่เครื่องชาร์จสามารถทำได้;
• แผงควบคุมไฟฟ้าและอุปกรณ์บริการไฟฟ้าอยู่ในสภาพที่เหมาะสม;
• มีระบบจำกัดกระแสไฟฟ้าหรือระบบจัดการพลังงานที่ได้มาตรฐานรองรับ;
• ภาระทางไฟฟ้าที่จะเพิ่มขึ้นในอนาคตมีปริมาณไม่มากหรือมีการวางแผนแยกส่วนไว้แล้ว.

EPA ระบุโดยเฉพาะว่าการชาร์จระดับ 2 (Level 2) ที่ใช้กำลังไฟต่ำกว่า รวมถึงระบบจัดการโหลดหรือระบบแบ่งปันวงจรไฟฟ้า เป็นทางเลือกที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้กำลังไฟฟ้าที่มีอยู่เดิมให้สูงสุดได้.

เมื่อใดที่ควรพิจารณาอัปเกรดระบบไฟฟ้าเป็น 200 แอมป์

การอัปเกรดจะกลายเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่าเมื่อเข้าเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งหรือมากกว่าดังต่อไปนี้:

• การคำนวณโหลดที่ได้รับอนุมัติไม่ผ่านเกณฑ์ที่กระแสชาร์จต่ำสุดซึ่งตรงตามความต้องการของผู้ใช้;
• บ้านมีการใช้ไฟฟ้าในปริมาณมากอยู่แล้ว เช่น ระบบทำความร้อนแบบขดลวดความร้อน, โหลดจากระบบปรับอากาศขนาดใหญ่, เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า, เตาไฟฟ้า, เครื่องอบผ้า, อ่างน้ำร้อน หรือโหลดขนาดใหญ่อื่นๆ;
• เจ้าของบ้านมีแผนที่จะเพิ่มรถยนต์ไฟฟ้าคันที่สอง, การเปลี่ยนมาใช้ปั๊มความร้อน, เตาแม่เหล็กไฟฟ้า, อาคารที่พักอาศัยส่วนขยาย, เวิร์กช็อป หรือการต่อเติมขนาดใหญ่อื่นๆ;
• ตู้ควบคุมไฟฟ้าหรืออุปกรณ์บริการไฟฟ้าเดิมมีความล้าสมัย, ชำรุด, มีขนาดเล็กเกินไป หรือไม่รองรับกับงานที่จำเป็นต้องทำ;
• การไฟฟ้าหรือหน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ) กำหนดให้ต้องมีการอัปเกรดตามเงื่อนไขการให้บริการ;
• การชาร์จแบบปรับค่าได้หรือแบบลดกระแสไม่สามารถยอมรับได้ในเชิงปฏิบัติ;
• โซลูชันการจัดการพลังงานที่ผ่านการรับรองไม่มีให้บริการหรือไม่เหมาะสมกับการใช้งาน.

ระบบไฟฟ้าขนาด 200 แอมป์ให้ความจุที่มากกว่า แต่ไม่สามารถใช้แทนการคำนวณโหลดได้ บ้านที่ใช้ไฟฟ้าปริมาณมากแม้จะมีระบบ 200 แอมป์ ก็อาจยังจำเป็นต้องมีการจัดการโหลดหรือการวางแผนเพิ่มความจุไฟฟ้าเพิ่มเติม.

การจัดการโหลดแบบไดนามิก (Dynamic Load Management) สามารถหลีกเลี่ยงการอัปเกรดตู้ไฟได้หรือไม่?

บ่อยครั้งที่ทำได้ ระบบจัดการพลังงานที่มีคุณสมบัติตามเกณฑ์สามารถตรวจสอบกระแสไฟฟ้าของเมนหรือสายป้อน และลดหรือหยุดการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าชั่วคราวก่อนที่จะเกินขีดจำกัดที่ควบคุมไว้.

ระบบนี้ไม่ได้สร้างกำลังไฟฟ้าเพิ่มจากสาธารณูปโภค แต่ทำให้การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเป็นโหลดที่ควบคุมได้ ซึ่งจะใช้กำลังไฟฟ้าที่มีอยู่เมื่อโหลดอื่น ๆ มีการใช้งานน้อยลง ตัวอย่างเช่น เครื่องชาร์จอาจทำงานที่กระแสไฟฟ้าสูงในช่วงกลางคืน ลดกำลังการชาร์จลงเมื่อมีการใช้งานเตาไฟฟ้าหรือเครื่องอบผ้า และกลับมาทำงานต่อโดยอัตโนมัติเมื่อมีกำลังไฟฟ้าเพียงพอ.

ตรวจสอบให้แน่ใจในทุกข้อต่อไปนี้:

• ระบบได้รับการรับรองหรือเป็นที่ยอมรับสำหรับการทำหน้าที่จัดการพลังงานตามวัตถุประสงค์;
• ขีดจำกัดกระแสไฟฟ้าที่ควบคุมได้รับการตั้งค่าและป้องกันการเปลี่ยนแปลงโดยไม่ได้รับอนุญาตในจุดที่จำเป็น;
• เซนเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าได้รับการติดตั้งในตำแหน่งเมนหรือสายป้อนที่ถูกต้อง;
• การสูญเสียการสื่อสารหรือการควบคุมจะต้องส่งผลให้เกิดการตอบสนองที่ปลอดภัยตามที่กำหนด;
• อุปกรณ์ EVSE, คอนโทรลเลอร์, ตู้ควบคุม และวิธีการติดตั้งมีความเข้ากันได้;
• หน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ) และการไฟฟ้าให้การยอมรับการออกแบบดังกล่าว;
• อัตราการชาร์จต่ำสุดที่สามารถทำได้ยังคงตอบสนองความต้องการของผู้ขับขี่.

มาตรฐาน NEC ฉบับปัจจุบันและข้อกำหนดเพิ่มเติมในท้องถิ่นมีความสำคัญ ห้ามสันนิษฐานว่าเครื่องชาร์จที่รองรับ Wi-Fi, แอปพลิเคชันตั้งเวลา หรืออุปกรณ์ติดตามการใช้พลังงานสำหรับผู้บริโภคทั่วไป จะถือเป็นระบบจัดการพลังงานที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐานทางวิศวกรรม.

ตารางการตัดสินใจ: อัปเกรด, ลดกระแสไฟฟ้า หรือเพิ่มระบบจัดการโหลด?

ผลการประเมิน	ขั้นตอนถัดไปที่เหมาะสมที่สุด	ทำไม
การคำนวณโหลดผ่านเกณฑ์ที่กระแสไฟฟ้าของ EVSE ที่ต้องการ	คงขนาดเซอร์วิส 100A และออกแบบวงจรให้สมบูรณ์	ไม่จำเป็นต้องอัปเกรดเซอร์วิสหากพิจารณาจากความจุเพียงอย่างเดียว
กระแสไฟฟ้าที่ต้องการไม่ผ่านเกณฑ์ แต่การตั้งค่าที่ต่ำกว่าสามารถตอบสนองความต้องการในการชาร์จได้	ลดและล็อกกระแสไฟฟ้าสูงสุดของ EVSE โดยใช้วิธีการที่ได้รับการยอมรับ	รักษาเซอร์วิสเดิมไว้ในขณะที่ยังคงให้การชาร์จที่คาดการณ์ได้
การคำนวณแบบคงที่ไม่ผ่านเกณฑ์ แต่โหลดสูงสุดของครัวเรือนเกิดขึ้นเป็นช่วงๆ	ประเมินระบบจัดการพลังงานที่ผ่านเกณฑ์	การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าสามารถใช้ความจุไฟฟ้าได้เมื่อโหลดอื่นอยู่ในระดับต่ำ
พื้นที่ติดตั้งเบรกเกอร์ไม่เพียงพอ แต่ความสามารถในการรองรับโหลดของระบบไฟฟ้ายังผ่านเกณฑ์	ประเมินทางเลือกในการใช้ตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตที่รองรับการใช้งานร่วมกันหรือการติดตั้งตู้ย่อย	เพิ่มช่องว่างสำหรับติดตั้งอุปกรณ์โดยไม่เป็นการอ้างว่าเพิ่มความสามารถในการรองรับโหลดของระบบไฟฟ้า
อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีอยู่เดิมไม่เหมาะสม หรือโหลดในอนาคตมีปริมาณมาก	วางแผนการอัปเกรดระบบไฟฟ้าและตู้ควบคุมร่วมกับการไฟฟ้าและหน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ)	แก้ไขปัญหาเรื่องความสามารถในการรองรับโหลด สภาพอุปกรณ์ และการขยายตัวในอนาคตไปพร้อมกัน
ผลลัพธ์ยังไม่มีความชัดเจนหรือเอกสารประกอบไม่ครบถ้วน	จัดทำรายการคำนวณโหลดอย่างเป็นทางการหรือทำการวัดค่าความต้องการพลังงานที่ได้รับอนุญาต	เปลี่ยนการคาดเดาให้เป็นพื้นฐานที่สามารถตรวจสอบได้

เหมือนกันความผิดพลาดที่จะหลีกเลี่ยง

การอนุมานว่าบ้านทุกหลังที่ใช้กระแสไฟฟ้า 100 แอมป์ จำเป็นต้องอัปเกรดเป็น 200 แอมป์

สิ่งนี้อาจนำไปสู่การทำงานที่ไม่จำเป็น การคำนวณโหลดและความต้องการในการชาร์จเป็นตัวตัดสินผลลัพธ์ ไม่ใช่แค่ขนาดของมิเตอร์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว.

การอนุมานว่าช่องว่างในตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตหมายถึงความสามารถในการรองรับโหลดที่เหลืออยู่

พื้นที่ทางกายภาพและความสามารถในการรองรับทางไฟฟ้าเป็นคนละเรื่องกัน ตู้ไฟอาจมีช่องว่างเหลืออยู่ ในขณะที่การคำนวณโหลดรวมของระบบอาจใกล้ถึงขีดจำกัดแล้ว.

การนำค่าพิกัดกระแสของเบรกเกอร์ทุกตัวมารวมกัน

ผลรวมของพิกัดเบรกเกอร์ย่อยมักจะเกินค่าพิกัดของเบรกเกอร์เมน เนื่องจากวงจรต่างๆ ไม่ได้ทำงานที่โหลดสูงสุดพร้อมกันทั้งหมด ให้ใช้การคำนวณค่าความต้องการไฟฟ้า (Demand Calculation) ที่ได้รับการรับรองหรือวิธีการวัดที่ได้รับอนุญาต.

การเข้าใจผิดว่าการติดตั้งตู้ย่อย (Subpanel) คือการเพิ่มความสามารถในการรองรับโหลดของระบบหลัก

ตู้ย่อย (Subpanel) ทำหน้าที่กระจายวงจรและเพิ่มช่องว่างในการติดตั้งอุปกรณ์ แต่ยังคงถูกจำกัดด้วยขนาดของสายป้อน (Feeder) และระบบไฟฟ้าต้นทาง.

การกำหนดค่าการชาร์จที่ 48A เนื่องจากอุปกรณ์ EVSE รองรับ

ยานพาหนะอาจรับกระแสไฟฟ้าได้น้อยกว่านั้น และผู้ขับขี่อาจต้องการพลังงานน้อยกว่ามากเพื่อชดเชยระยะทางที่ใช้ในแต่ละวัน ควรเริ่มต้นจากการคำนวณพลังงานที่จำเป็นและช่วงเวลาในการชาร์จที่มีอยู่.

การใช้ตารางเวลาผ่านแอปพลิเคชันเพื่อจัดการโหลดไฟฟ้า

การตั้งเวลาตามช่วงอัตราค่าไฟฟ้า (Time-of-use) สามารถลดการใช้ไฟฟ้าพร้อมกันได้ แต่อาจไม่ถือเป็นการควบคุมการจัดการพลังงานที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ระบบจะต้องจำกัดโหลดตามวิธีการที่กำหนดโดยมาตรฐานที่บังคับใช้และการออกแบบที่ได้รับการยอมรับ.

การนำวงจรเครื่องอบผ้าเดิมกลับมาใช้ใหม่โดยไม่มีการตรวจสอบอย่างละเอียด

ต้องตรวจสอบประเภทของเต้ารับ, พิกัดของวงจร, ตัวนำไฟฟ้า, ขีดจำกัดของโหลดต่อเนื่อง, คำแนะนำของอุปกรณ์, อุปกรณ์สลับหรือแบ่งปันกระแสไฟฟ้า, ข้อกำหนดด้าน GFCI และการป้องกันการใช้งานพร้อมกันทั้งหมด การมีเต้ารับที่สะดวกไม่ได้หมายความว่าจะสามารถใช้ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้โดยอัตโนมัติ.

รายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติสำหรับช่างไฟฟ้าหรือผู้ติดตั้ง

ก่อนเสนอราคาสำหรับการอัปเกรดระบบไฟฟ้าเป็น 200 แอมป์ ให้จัดทำเอกสารดังนี้:

• ฉบับมาตรฐาน NEC ที่นำมาใช้และข้อกำหนดเพิ่มเติมในท้องถิ่น;
• พิกัดของระบบจ่ายไฟ, เมนเบรกเกอร์, บัสบาร์, มิเตอร์ และตัวนำไฟฟ้า;
• ผู้ผลิตตู้ไฟ, รุ่น, สภาพการใช้งาน และประเภทของเบรกเกอร์ที่รองรับ;
• การคำนวณตามมาตรา 220 ที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว หรือข้อมูลความต้องการใช้ไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาต;
• กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ต้องการสำหรับ EVSE และขีดจำกัดการชาร์จไฟกระแสสลับของยานพาหนะ;
• ความต้องการพลังงานรายวันและช่วงเวลาในการชาร์จ;
• การคำนวณขนาดวงจรย่อยที่ 125%;
• พิกัดกระแสของตัวนำ, จุดต่อสาย, วิธีการเดินสาย และแรงดันไฟฟ้าตก;
• พื้นที่ว่างที่จำเป็นสำหรับเบรกเกอร์และขนาดของสายป้อนสำหรับโรงรถ;
• ข้อกำหนดในการติดตั้งแบบต่อตรง (Hardwired) หรือแบบใช้เต้ารับ;
• อุปกรณ์จัดการพลังงานและระบบป้องกันความปลอดภัย (Fail-safe) หากมีการใช้งาน;
• ข้อกำหนดด้านใบอนุญาต การตรวจสอบ และการประสานงานกับการไฟฟ้า;
• โหลดไฟฟ้าในอนาคตที่ควรนำมาพิจารณาในการออกแบบ.

คำถามที่ถูกถามบ่อย

ฉันสามารถติดตั้งเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าขนาด 40 แอมป์ บนตู้คอนซูมเมอร์ยูนิตขนาด 100 แอมป์ได้หรือไม่?

อาจทำได้ โดยปกติเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EVSE) ขนาด 40 แอมป์ ต้องการวงจรย่อยเฉพาะขนาด 50 แอมป์ แต่ระบบไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์จะต้องผ่านการคำนวณโหลดตามมาตรฐานที่อยู่อาศัยหรือวิธีวัดค่าความต้องการพลังงานที่ได้รับอนุญาต ทั้งนี้อาจจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์จัดการพลังงานที่ผ่านเกณฑ์หรือการตั้งค่ากระแสไฟฟ้าที่ต่ำลง.

เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าขนาด 32 แอมป์ ต้องใช้เบรกเกอร์ขนาดเท่าใด

โดยทั่วไป EVSE ขนาด 32A จำเป็นต้องใช้วงจรขนาด 40A เนื่องจาก 32A × 1.25 = 40A. ตรวจสอบคำแนะนำของ EVSE, ความสามารถในการนำกระแสของตัวนำ, ขั้วต่อ และมาตรฐานทางไฟฟ้าที่นำมาใช้.

เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าขนาด 48 แอมป์ ต้องใช้เบรกเกอร์ขนาดเท่าใด

โดยทั่วไป EVSE ขนาด 48A จำเป็นต้องใช้วงจรขนาด 60A เนื่องจาก 48A × 1.25 = 60A. วงจรนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อการประเมินระบบไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์ ดังนั้นควรพิจารณาการชาร์จด้วยกระแสที่ต่ำลงหรือการจัดการพลังงานร่วมด้วย.

ฉันจำเป็นต้องใช้บริการไฟฟ้าขนาด 200 แอมป์สำหรับเครื่องชาร์จระดับ 2 หรือไม่?

ไม่จำเป็นเสมอไป EPA ระบุว่าบริการไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์มักจะเพียงพอ ขึ้นอยู่กับภาระทางไฟฟ้าอื่นๆ ภายในบ้าน คำตอบที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับกระแสชาร์จที่เลือก การประเมินภาระทางไฟฟ้า สภาพของอุปกรณ์ และข้อกำหนดการอนุมัติในท้องถิ่น.

ฉันสามารถเพิ่มตู้ย่อย (Subpanel) สำหรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้หรือไม่?

ตู้ย่อยอาจช่วยแก้ปัญหาเรื่องพื้นที่ในตู้ไฟหลักหรือการเดินสายไฟได้ หากสายเมนต้นทางและบริการไฟฟ้ามีกำลังรองรับเพียงพอ แต่การติดตั้งตู้ย่อยไม่ได้เป็นการเพิ่มขนาดบริการไฟฟ้าจาก 100 แอมป์ให้มากขึ้น.

ระบบจัดการภาระทางไฟฟ้า (Load Management) สามารถช่วยควบคุมการใช้ไฟฟ้าในบ้านไม่ให้เกิน 100 แอมป์ได้หรือไม่?

ระบบที่ผ่านการรับรองสามารถลดหรือหยุดการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าชั่วคราวเพื่อควบคุมภาระทางไฟฟ้าให้อยู่ในขีดจำกัดที่กำหนดไว้ได้ ทั้งนี้ต้องตรวจสอบการรับรองมาตรฐาน การตั้งค่า การติดตั้งเซนเซอร์ การทำงานในกรณีฉุกเฉิน (Fail-safe) ความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ชาร์จ (EVSE) และการยอมรับจากหน่วยงานท้องถิ่นที่มีอำนาจ (AHJ).

เครื่องชาร์จจำเป็นต้องใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์แยกเฉพาะหรือไม่?

โดยทั่วไปอุปกรณ์ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัย (EVSE) จะต้องใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์แยกเฉพาะตามมาตรฐาน NEC มาตรา 625 และคำแนะนำของผู้ผลิตอุปกรณ์ สำหรับระบบแบ่งปันภาระทางไฟฟ้าหรือระบบจัดการพลังงานที่ได้รับอนุมัติ จะต้องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะและผ่านการยอมรับให้ใช้งานในฟังก์ชันดังกล่าวได้.

การติดตั้งเครื่องชาร์จระดับ 2 ขนาด 16 แอมป์ คุ้มค่าหรือไม่?

ที่แรงดันไฟฟ้า 240 โวลต์ กระแสไฟฟ้า 16 แอมป์ จะให้กำลังไฟฟ้าประมาณ 3.84 กิโลวัตต์ ซึ่งจะเพียงพอหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับพลังงานที่ใช้ในการขับขี่ต่อวัน ประสิทธิภาพของยานพาหนะ ขีดจำกัดของเครื่องชาร์จในตัวรถ และระยะเวลาในการชาร์จข้ามคืน การชาร์จระดับ 2 ที่กำลังไฟต่ำกว่าอาจเป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงสำหรับการคงขนาดมิเตอร์ไฟฟ้าไว้ที่ 100 แอมป์.

การตัดสินใจขั้นสุดท้าย

ตู้ควบคุมไฟฟ้าขนาด 100 แอมป์ สามารถรองรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ หากผ่านการตรวจสอบภาระโหลดของที่อยู่อาศัยที่ผ่านการรับรอง กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ชาร์จ (EVSE) ที่เลือก อุปกรณ์บริการ วงจรย่อย และการติดตั้งทางกายภาพ โดยมีลำดับขั้นตอนที่ถูกต้องดังนี้:

1. กำหนดภาระโหลดที่มีอยู่เดิม;
2. เลือกกระแสไฟฟ้าในการชาร์จที่จำเป็นต้องใช้จริง;
3. กำหนดขนาดวงจรของอุปกรณ์ชาร์จ (EVSE) สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง;
4. ประเมินตัวเลือกการใช้กระแสไฟฟ้าคงที่ การจัดการโหลด และการอัปเกรดระบบ;
5. ตรวจสอบความถูกต้องของการติดตั้งทั้งหมดกับหน่วยงานที่มีอำนาจตามกฎหมาย (AHJ) การไฟฟ้า คำแนะนำของผู้ผลิตอุปกรณ์ และช่างติดตั้งที่มีคุณสมบัติเหมาะสม.

เริ่มต้นด้วยการคำนวณโหลดไฟฟ้า ไม่ใช่การอัปเกรดเป็น 200 แอมป์โดยอัตโนมัติ ให้ใช้ เครื่องมือคำนวณโหลดไฟฟ้าสำหรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า VIOX เพื่อประเมินกระแสไฟฟ้าของเครื่องชาร์จ จากนั้นให้ตรวจสอบการออกแบบระบบไฟฟ้าและวงจรสำหรับบ้านหลังนั้นๆ.

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

• สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ (U.S. EPA): เริ่มต้นใช้งานการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่บ้าน
• สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ (U.S. EPA): การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก—รายละเอียดเชิงลึก
• ศูนย์ข้อมูลเชื้อเพลิงทางเลือก กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่บ้าน
• ศูนย์ข้อมูลเชื้อเพลิงทางเลือก กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า
• NFPA 70, ประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติ (National Electrical Code)