Большинство зарядных устройств для парка гольф-каров требуют примерно 1,0–1,6 кВт входной мощности переменного тока на каждый активно заряжаемый гольф-кар. Правильный расчет зависит от номинальной входной мощности, указанной на паспортной табличке зарядного устройства, типа аккумуляторной батареи, суточного энергопотребления, времени зарядки и систем управления зарядкой — а не только от количества гольф-каров.
Начните с ватт.
Для парка техники гольф-клуба не имеет значения, что в рекламе зарядного устройства указано “20 ампер”, поскольку эта величина обычно характеризует ток постоянного тока, поступающий в аккумулятор, в то время как распределительный щит, питающий кабель, трансформатор, счетчик электроэнергии и ежемесячная плата за потребление зависят от входного переменного тока, поступающего с другой стороны зарядного устройства.
Почему так много тарифных планов начинаются с неправильного числа?
Вот прямой ответ: В качестве ориентировочного показателя при планировании следует исходить из потребления 1,0–1,6 кВт переменного тока на каждую тележку, находящуюся в процессе зарядки. Для стандартной батареи LiFePO4 емкостью 100 А·ч и напряжением 51,2 В, используемой в паре с зарядным устройством на 20 А, примерно 1,3 кВт на тележку — это обоснованная предварительная оценка.
Это не окончательные технические характеристики по электропитанию. Старое оборудование может работать в диапазоне ниже указанного, в то время как более быстрые зарядные устройства могут превышать его. Например, зарядное устройство E-Z-GO TXT 48 Fleet рассчитано на входное напряжение 120 В переменного тока и ток 8 А, что соответствует кажущейся нагрузке 0,96 кВА. Её выходной ток постоянного тока составляет 48 В при 13 А. Серия промышленных зарядных устройств Delta-Q включает модели мощностью 1 200 Вт и 1 500 Вт, что демонстрирует, насколько быстро может возрастать нагрузка на зарядное устройство, когда автопарки требуют сокращения времени обслуживания.
Суровая правда проста: Ни в коем случае не утверждайте модернизацию обслуживания автопарка, основываясь лишь на приблизительной оценке потребляемой мощности в ваттах на один карт. Исходите из максимальной входной мощности переменного тока, указанной на заводской табличке данного зарядного устройства, а затем учитывайте коэффициент мощности, одновременную зарядку, падение напряжения, температуру окружающей среды, существующие нагрузки здания и запас на расширение.
“Зарядное устройство для гольф-кара на 20 А” обычно не потребляет 20 А из розетки. Оно подает на аккумулятор постоянный ток силой примерно 20 А.
Основной расчет электрической нагрузки на гольф-карт выглядит следующим образом:
Выходная мощность зарядного устройства постоянного тока = Напряжение зарядки × Выходной ток постоянного тока
Расчетную входную мощность переменного тока можно затем рассчитать по следующей формуле:
Мощность входного переменного тока ≈ Мощность выходного постоянного тока ÷ КПД зарядного устройства
А расчетный ток в стене составляет:
Сила переменного тока ≈ входная мощность переменного тока ÷ (напряжение питания × коэффициент мощности)
Коэффициент мощности имеет значение. Номинальные параметры 120 В, 8 А соответствуют 0,96 кВА, но это не означает, что зарядное устройство автоматически потребляет 0,96 кВт реальной мощности. Это различие часто игнорируется при составлении быстрых предложений по автопарку.
В приведенной ниже таблице использовано напряжение зарядки 58,4 В для аккумуляторной батареи LiFePO4 класса 51,2 В и принята эффективность зарядного устройства 90%. Данные являются расчетными оценками и не заменяют документацию по оборудованию.
| Настройки зарядного устройства | Приблизительная выходная мощность постоянного тока | Расчетная мощность на входе переменного тока | Приблизительный ток при напряжении 120 В | Предварительный вариант использования |
|---|---|---|---|---|
| E-Z-GO TXT 48 Fleet, 13 А, постоянный ток | 624 Вт | Номинальная входная мощность 0,96 кВА | 8A. Паспортная табличка | Старая 48-вольтовая свинцово-кислотная тележка для парка транспортных средств |
| Зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4 на 51,2 В, 15 А | 876 Вт | 0,97 кВт | 8.1A до корректировки коэффициента мощности | Длительный ночной период |
| Зарядное устройство на 51,2 В LiFePO4, 20 А | 1 168 Вт | 1,30 кВт | 10,8 А до корректировки коэффициента мощности | Практические настройки по умолчанию для автопарка |
| Зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4 на 51,2 В, 25 А | 1 460 Вт | 1,62 кВт | 13,5 А до корректировки коэффициента мощности | Сокращение сроков выполнения заказов |
| Промышленное зарядное устройство мощностью 1 500 Вт | До 1 500 Вт | Свыше 1,5 кВт с учетом потерь | Специфическое для оборудования | Автопарк интенсивного использования или коммерческий автомобиль |
Эти расчеты объясняют, почему я обычно начинаю проверку парка аккумуляторов емкостью 100 А·ч или 105 А·ч с зарядного устройства на 20 А, а не на 25 А. Переход с 20 А на 25 А позволяет сэкономить некоторое время, но при этом нагрузка на розетку приближается к практическому пределу отводной цепи на 120 В.
Подробная информация от CoreSpark Сравнение зарядных устройств для гольф-каров на 15 А, 20 А и 25 А показывает тот же компромисс с учетом времени зарядки, коэффициента заряда (C-rate), тепловыделения, ограничений системы управления батареей (BMS) и приблизительного значения переменного тока.
Расчет ветвей цепи и расчет общей мощности объекта — это два разных вида расчетов.
В опубликованных компанией Club Car рекомендациях по установке зарядных станций указано, что при подключении к сети 120 В, 60 Гц каждое зарядное устройство должно иметь собственную отдельно защищенную ответвленную цепь на 15 А или 20 А. Кроме того, в них предусмотрено наличие отдельного нулевого провода, а монтажникам рекомендуется проконсультироваться с производителем зарядного устройства в случае использования оборудования, не выпускаемого компанией Club Car.
В руководстве по эксплуатации E-Z-GO TXT Fleet также придерживаются столь же консервативной позиции. В нём указано, что для каждого зарядного устройства должна быть выделена отдельная цепь на 15 А, запрещается подключение других электроприборов к розетке во время зарядки, а также указаны входные параметры зарядного устройства транспортного средства: 120 В переменного тока при токе 8 А.
Это действительно не Это не означает, что для объекта на 60 тележек следует без особого разбора рассчитывать мощность как 60 зарядных устройств, умноженных на 15 А, что даст предполагаемую нагрузку в 900 А. Это также не означает, что проектировщик может исходить из того, что половина зарядных устройств, вероятно, будет простаивать.
Надежда — это не разнообразие.
Эффективная схема зарядки должна иметь либо:
Когда сотрудник обещает “подключать их постепенно” — это ещё не управление нагрузкой. Ламинированный график зарядки — это ещё не управление нагрузкой. А срабатывание автоматического выключателя каждую оживлённую субботнюю ночь — это уж точно не управление нагрузкой.
Для парков, насчитывающих более 20–30 электрокаров, я бы решительно рекомендовал использовать системы управления, обеспечивающие поэтапный запуск зарядки, приоритетную зарядку транспортных средств с низким уровнем заряда и ограничение общей мощности зарядных устройств. Кроме того, лицензированный проектировщик электрооборудования должен проверить ответвления цепей, расчетные параметры питающих линий, фазовый баланс, заземление, падение напряжения, защитные устройства, требования местных норм и правил, а также юрисдикцию компетентного органа.
Рассмотрим реальный пример планирования:
В актуальной таблице Управления энергетической информации США средний показатель потребления электроэнергии коммерческим сектором страны на 2025 год указан на уровне 13,41 цента за кВт·ч, хотя местные тарифы могут быть значительно выше и включать отдельные сборы за пиковую нагрузку.
| Численность автопарка | Неуправляемый пиковый расход — 1,30 кВт на тележку | Пиковая мощность при одновременной зарядке 50% | Расчетная суточная потребность в энергии | Стоимость, включающая только затраты на электроэнергию, составляет $0,1341/кВт·ч |
|---|---|---|---|---|
| 20 тележек | 26 кВт | 13 кВт | 68,3 кВт·ч | $9.16 |
| 40 тележек | 52 кВт | 26 кВт | 136,5 кВт·ч | $18.31 |
| 60 тележек | 78 кВт | 39 кВт | 204,8 кВт·ч | $27.46 |
Счет за электроэнергию выглядит вполне приемлемым.
Пик может и не наступить.
Парк из 40 тележек, потребляющий 136,5 кВт·ч в течение восьмичасового ночного периода, требует в среднем всего около 17,1 кВт. Таким образом, ограничение мощности зарядки на уровне 26 кВт оставляет достаточный запас мощности для работы.
Однако если сократить время зарядки до четырёх часов, то требуемая средняя мощность составит примерно 34,1 кВт. При том же ограничении в 26 кВт уже не удастся зарядить аккумулятор до утра.
Именно это различие упускается во многих предложениях:
От количества киловатт-часов зависит, завершится ли зарядка тележек. От количества киловатт зависит, выдержит ли электросеть процесс зарядки.
Прежде чем выбрать оборудование от CoreSpark’s Ассортимент аккумуляторов LiFePO4 для гольф-каров, фиксируйте фактическое время возврата тележки, время отправления, суточный уровень заряда, емкость аккумулятора и входную мощность зарядного устройства. Не следует предполагать, что каждая тележка возвращается с уровнем заряда 20%. Также не следует предполагать, что каждая тележка возвращается с почти полным зарядом.
У поля для гольфа есть одно существенное преимущество перед многими автопарками: гольф-кары часто простаивают по несколько часов подряд.
Используйте это время ожидания.
Министерство энергетики США определяет «управляемую зарядку» как стратегический контроль над тем, когда и как заряжаются транспортные средства, при этом обеспечивая удовлетворение эксплуатационных потребностей. В качестве прямых преимуществ Министерство энергетики выделяет более низкие затраты на установку, снижение пиковых тарифов и платы за потребление, а также более эффективную координацию с нагрузками зданий.
Исследование, проведенное в марте 2024 года Министерством энергетики США (DOE), Национальным исследовательским центром возобновляемых источников энергии (NREL), Национальной лабораторией Лоуренса Беркли и компанией Kevala, показало, что управляемая зарядка позволила сократить смоделированные дополнительные инвестиции в распределительную сеть с $2,3 млрд до $1,6 млрд — сокращение на 30%. В ходе исследования также было смоделировано сокращение на 50% потребности в дополнительных подстанциях, на 40% — в фидерах и на 30% — в сервисных трансформаторах. Гольф-кары эксплуатируются в гораздо меньших масштабах, но принцип работы электросистемы остается тем же: перераспределение гибкой нагрузки позволяет избежать ненужных пиковых нагрузок.
Особого внимания заслуживают тарифы на потребление электроэнергии. В «Дорожной карте» Министерства энергетики США по электрическим школьным автобусам от ноября 2024 года приведен пример, когда десять автобусов мощностью 30 кВт заряжаются одновременно по тарифу $10/кВт. В результате ежемесячная плата за потребление составляет $3 000 до учета остальной нагрузки здания.
Примените тот же самый гипотетический Ставка за потребление $10/кВт для неуправляемого парка из 60 тележек мощностью 78 кВт, а пиковая нагрузка при зарядке может составить $780 в месяц в виде затрат на потребление. Эта сумма не включает плату за киловатт-часы. Фактическая сумма счета полностью зависит от тарифа энергокомпании, конфигурации счетчика, положений о фиксации тарифов, временного интервала, а также пикового потребления в клубе или здании технического обслуживания.
Итак, какими должны быть функции системы управления зарядкой парка гольф-каров?
Парк из 60 тележек можно разделить на шесть групп по десять штук. При мощности одного зарядного устройства примерно 1,30 кВт каждая группа обеспечивает около 13 кВт.
Но фиксированные группы — это только начало. Тележка, возвращающаяся с уровнем заряда 25%, не должна иметь такой же приоритет, как тележка, возвращающаяся с уровнем заряда 82%.
Время отправления тележек для технического обслуживания, тележек с напитками, автомобилей судей и тележек для игроков, начинающих игру раньше остальных, может различаться. При принятии решений следует отдавать приоритет оперативным срокам, а не количеству парковочных мест.
Система должна знать допустимую нагрузку зарядного устройства — например, 30 кВт — и формировать очередь сеансов зарядки при достижении этого предела. Это гораздо безопаснее, чем полагаться на предполагаемое естественное распределение нагрузки.
Контроллер зарядного устройства не должен исходить из того, что здание технического обслуживания пустое. Насосы, системы управления орошением, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, кухонное оборудование, прачечная, инструменты в мастерской и освещение уже могут создавать значительную пиковую нагрузку.
Может потребоваться экстренная зарядка. Неограниченное отключение ограничения мощности не требуется. Запишите, кто изменил ограничение мощности, когда это произошло и какие тележки получили приоритет.
Химический состав аккумулятора меняется в большей степени, чем время зарядки.
В свинцово-кислотных аккумуляторах с жидким электролитом во время зарядки может выделяться водород. В руководстве по эксплуатации E-Z-GO прямо указано, что зарядка должна производиться в хорошо проветриваемом помещении, где отсутствуют открытое пламя, искры, легковоспламеняющиеся жидкости и источники возгорания, такие как газовые водонагреватели или печи.
Аккумуляторы LiFePO4 позволяют отказаться от доливания воды и регулярного контроля уровня водорода, однако предъявляют иные требования:
Не стоит покупать устройство, ориентируясь исключительно на надпись “48 В”.
Для традиционной 48-вольтовой свинцово-кислотной тележки, аккумулятора LiFePO4 с номинальным напряжением 48 В, но фактическим — 51,2 В, и аккумуляторной батареи с более высоким напряжением — 76,8 В — могут потребоваться совершенно разные зарядные устройства. Компания CoreSpark разделяет свои Варианты аккумуляторов для гольф-каров 48 В, Системы аккумуляторных батарей для гольф-каров на 51,2 В, а также продукты на 76,8 В по этой причине.
Мое прямолинейное мнение: замена аккумуляторов без переработки схемы зарядки — это лишь наполовину удачная замена.
Перед оформлением заказа на закупку закупающий автопарк должен запросить технические характеристики аккумулятора, технические характеристики зарядного устройства, кривую заряда, максимальный входной ток, коэффициент мощности, технические характеристики системы управления аккумуляторной батареей (BMS), чертеж разъема, сечение кабеля, номинальный ток предохранителя, диапазон рабочих температур, а также соответствующую документацию по испытаниям.
Универсального оптимального варианта не существует, но есть варианты, которые явно являются неудачными.
| Архитектура зарядки | Преимущества | Слабые стороны | Лучшая посадка |
|---|---|---|---|
| Отдельная розетка и зарядное устройство для каждой тележки, неуправляемые | Простота в эксплуатации; каждая тележка оснащена зарядным устройством | Наибольший совпадающий пик; неэффективное регулирование спроса; может потребовать модернизации услуг | Небольшие автопарки с достаточной электрической мощностью |
| Отдельное зарядное устройство для каждой тележки с функцией управляемого запуска | Простой алгоритм парковки; обязательное ограничение в часы пик; приоритезация SOC | Требуется обеспечение управления, связи, ввода в эксплуатацию и мониторинга неисправностей | Большинство парков транспортных средств средних и крупных гольф-клубов |
| Общие портативные зарядные устройства | Снижение количества зарядных устройств и стоимости оборудования | Трудозатраты персонала, пропущенные стыковки, поврежденные кабели, ошибки в расписании | Небольшие автопарки с длительным временем простоя |
| Централизованные зарядные стойки или шкафы | Более простой мониторинг и техническое обслуживание | Больше кабельной разводки постоянного тока, работы с разъемами и сложности проектирования | Специально построенные ангары для автопарка |
| Солнечная энергия плюс управляемая зарядка | Может компенсировать дневное энергопотребление и часть нагрузки на объект | Мощность солнечных батарей может не совпадать с объемом заряда, получаемого в ночное время; использование накопителей увеличивает затраты | Курсы с дневным накоплением энергии или аккумуляторным хранением |
| Аккумуляторные системы для сглаживания пиковых нагрузок | Позволяет ограничить нагрузку на энергосистему и повысить её устойчивость | Капитальные затраты, системы контроля, площади, проверка противопожарной безопасности и техническое обслуживание | Объекты с высокими платами за потребление или некачественным энергоснабжением |
Что касается нового комплекса на 30–100 тележек, мои предпочтительные базовые требования просты:
Я бы не одобрил неуправляемую одновременную зарядку большого автопарка лишь потому, что существующий трансформатор пока не вышел из строя. Это не является инженерным обоснованием. Это лишь отсрочка.
CoreSpark's Возможности по производству оригинального оборудования (OEM) и подбору зарядных устройств может обеспечить поддержку проектов, в которых требуются определённое напряжение и ёмкость аккумулятора, интерфейс связи с системой управления аккумуляторной батареей (BMS), разъёмы, выбор зарядного устройства, а также конфигурации под собственной торговой маркой, а не отдельные компоненты.
Типичное зарядное устройство для гольф-кара потребляет во время активной зарядки около 1,0–1,6 кВт переменного тока, хотя потребляемая мощность старого свинцово-кислотного устройства на 48 В может быть ближе к 0,96 кВА, а литиевое зарядное устройство на 25 А может достигать 1,6 кВт при стандартных параметрах напряжения 120 В.
Для предварительной расчетной оценки литиевого парка с напряжением 51,2 В и током 20 А следует исходить из потребления примерно 1,3 кВт на одну тележку. Перед началом электромонтажных работ заменить это значение на подтвержденные максимальные значения входной мощности переменного тока, входного тока, КПД и коэффициента мощности зарядного устройства.
Зарядное устройство для гольф-кара обычно потребляет от розетки напряжением 120 В ток силой от 8 до 14 ампер, однако точный входной ток зависит от выходной мощности зарядного устройства, его КПД, коэффициента мощности, напряжения питания и состояния аккумулятора, поэтому при проектировании электрической схемы необходимо руководствоваться данными, указанными на паспортной табличке зарядного устройства, а не заявленной величиной силы тока зарядки постоянного тока.
Зарядное устройство E-Z-GO TXT 48 Fleet рассчитано на входной ток 8 А, тогда как литиевое зарядное устройство с теоретическими характеристиками 51,2 В и 25 А может потреблять около 13,5 А при напряжении 120 В при благоприятных допущениях относительно КПД и коэффициента мощности.
Два зарядных устройства для гольф-каров не должны подключаться к одной ответвленной цепи на 20 А, за исключением случаев, когда производитель оборудования, проект электроустановки и результаты проверки на соответствие местным нормам и правилам прямо допускают такую суммарную нагрузку, поскольку одновременная зарядка может превысить номинальную нагрузочную способность цепи и привести к ложным срабатываниям защитных устройств, падению напряжения, перегреву соединений или неполной зарядке в ночное время.
В руководстве по эксплуатации автопарка компании Club Car предусмотрено, что для каждого зарядного устройства должна быть предусмотрена отдельная защищенная цепь, даже если используются обе половины одной двойной розетки.
Размер зарядной станции на 60 тележек определяется путем умножения подтвержденной максимальной входной мощности переменного тока каждого зарядного устройства на максимальное запланированное количество одновременно работающих зарядных устройств, а затем с учетом существующей нагрузки здания, будущего расширения, пределов падения напряжения, фазового баланса, условий окружающей среды и правил энергоснабжающей компании в отношении тарифов по пиковой нагрузке, после чего производится выбор панелей, фидеров, мощности трансформатора, средств управления и ответвленных цепей.
При расчетной мощности 1,30 кВт на каждое активное зарядное устройство 60 неуправляемых тележек создают нагрузку на зарядные устройства примерно в 78 кВт. Ограничение параллельности для управляемого устройства 50% снижает эту оценку примерно до 39 кВт, при условии, что доступное время зарядки по-прежнему позволяет обеспечить необходимый объем киловатт-часов.
Зарядка литий-железо-фосфатных аккумуляторов в автопарке, как правило, обеспечивает более быструю и контролируемую зарядку, а также позволяет избежать необходимости долива воды в свинцово-кислотные аккумуляторы и управления выделением водорода, однако по-прежнему требует использования утвержденного профиля напряжения LiFePO4, системы связи BMS или логики защиты, ограничений по температуре, совместимых разъемов, документированного значения зарядного тока, а также электрической системы здания, рассчитанной на одновременную нагрузку от зарядных устройств.
Использование литиевых аккумуляторов не является оправданием для повторного использования несертифицированного зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов. Поставщик аккумуляторов должен утвердить максимальное напряжение, ток, схему отключения, разъем и алгоритм автоматического перезапуска зарядного устройства.
Хватит гадать, глядя на панель.
Подготовьте одностраничный график заправки автопарка, содержащий:
Затем отправьте эти данные через систему CoreSpark’s Форма оценки проекта по аккумулятору и зарядному устройству для гольф-кара. Прежде чем запрашивать у электрика окончательный проект, уточните, какие аккумулятор, система управления аккумуляторной батареей (BMS), зарядное устройство, разъем и параметры зарядной нагрузки должны быть подобраны.
Купите эту систему.
Не этикетка.
