Wat is load balancing?

Wat is load balancing? Bij een laadpaal betekent het dat het laadvermogen van je elektrische auto automatisch wordt afgestemd op de hoeveelheid stroom die in huis beschikbaar is. Gebruiken andere apparaten veel stroom, dan laadt de auto tijdelijk langzamer. Daalt het stroomverbruik, dan kan de laadpaal het vermogen weer verhogen.

Een laadpaal is vaak een van de grootste stroomverbruikers in een woning. Tegelijkertijd kunnen ook een warmtepomp, inductiekookplaat, elektrische boiler, oven of thuisbatterij actief zijn. Zonder goede aansturing kan de gezamenlijke belasting te hoog worden voor de elektriciteitsaansluiting.

Load balancing helpt dit te voorkomen. Het systeem bewaakt de stroom die door de hoofdaansluiting loopt en grijpt in voordat de ingestelde grens wordt overschreden. Hierdoor verklein je de kans dat een hoofdzekering uitschakelt en de woning zonder stroom komt te zitten.

Load balancing zorgt niet voor extra aansluitvermogen. Het verdeelt het beschikbare vermogen slimmer. Daardoor kan een bestaande aansluiting soms voldoende blijven en is een kostbare verzwaring niet altijd nodig.

Wat is load balancing bij een laadpaal?

Load balancing betekent letterlijk het verdelen of in balans brengen van een elektrische belasting. Bij thuisladen wordt meestal bedoeld dat een laadpaal rekening houdt met het actuele stroomverbruik van de woning.

Iedere woning heeft een hoofdaansluiting met een maximale stroomsterkte. Veel Nederlandse woningen hebben bijvoorbeeld een aansluiting van 1×35 ampère of 3×25 ampère. Wordt die grens gedurende langere tijd of met een te hoge stroom overschreden, dan kan de hoofdbeveiliging uitschakelen.

Een laadpaal met dynamische load balancing meet daarom hoeveel stroom de woning gebruikt. Het verschil tussen het gemeten verbruik en de ingestelde limiet kan voor het laden van de auto worden gebruikt.

Staat de inductiekookplaat aan en draait tegelijkertijd de warmtepomp, dan krijgt de auto tijdelijk minder laadvermogen. Zodra deze apparaten minder stroom gebruiken, kan het laden automatisch worden versneld. Je hoeft hiervoor meestal niets handmatig te regelen.

Dit is vooral belangrijk als je wilt voorkomen dat meerdere grote stroomverbruikers samen piekbelasting veroorzaken.

Of je met load balancing een verzwaring van de aansluiting kunt voorkomen, hangt af van je huisaansluiting, de auto, de laadpaal en de andere elektrische apparaten in huis. Laat deze combinatie daarom vooraf beoordelen en kijk niet alleen naar het maximale vermogen dat op de verpakking van de laadpaal staat.

Waarom is load balancing thuis belangrijk?

Een elektrische auto kan langdurig een hoog vermogen vragen. Een driefasige laadpaal van 11 kW gebruikt tijdens het laden op vol vermogen ongeveer 16 ampère per fase. Bij een huisaansluiting van 3×25 ampère blijft dan theoretisch ongeveer 9 ampère per fase over voor de woning.

In werkelijkheid is het stroomverbruik niet altijd gelijk over de drie fasen verdeeld. Een oven kan bijvoorbeeld op één fase zijn aangesloten, terwijl een warmtepomp of kookplaat meerdere fasen gebruikt. Eén zwaar belaste fase kan daardoor de beperkende factor zijn, ook als het totale vermogen van de woning nog onder ongeveer 17 kW blijft.

Volgens het overzicht van Liander over soorten aansluitingen heeft een aansluiting van 3×25 ampère een vermogen van ongeveer 17 kW. Dat betekent niet dat alle 17 kW zonder beperking naar de laadpaal kan gaan. Ook de woning en de verdeling over de afzonderlijke fasen tellen mee.

Load balancing is vooral nuttig wanneer verschillende grote stroomverbruikers aanwezig zijn, zoals:

• een laadpaal;
• een warmtepomp;
• een inductiekookplaat;
• een elektrische boiler;
• een thuisbatterij;
• airconditioning;
• meerdere elektrische auto’s.

Ook Enexis adviseert op zijn pagina met informatie over elektrisch rijden om de elektriciteitsaansluiting te controleren en een slimme laadpaal te gebruiken die het laden afstemt op het beschikbare vermogen.

Hoe werkt dynamische load balancing?

Dynamische load balancing bestaat meestal uit een meetvoorziening, communicatieverbinding en laadpaal die het laadvermogen kan aanpassen.

Het proces verloopt als volgt:

• Een energiemeter of meetsysteem registreert het stroomverbruik bij de hoofdaansluiting.
• De meetgegevens worden naar de laadpaal of laadcontroller gestuurd.
• Het systeem berekent hoeveel stroom per fase nog beschikbaar is.
• De laadpaal verlaagt of verhoogt het laadvermogen.
• Bij onvoldoende beschikbare capaciteit kan het laden tijdelijk worden gepauzeerd.

Het meten kan op verschillende manieren gebeuren. Sommige systemen gebruiken een aparte energiemeter in de groepenkast. Andere systemen werken met stroomtransformatoren, vaak CT-klemmen genoemd, die om de fasegeleiders worden geplaatst. Er bestaan ook oplossingen die gegevens uit de P1-poort van de slimme meter gebruiken.

Niet iedere laadpaal ondersteunt iedere meetmethode. Controleer daarom vooraf of de laadpaal, energiemeter, slimme meter en eventuele regelsoftware met elkaar kunnen communiceren. Een installateur moet bovendien de juiste maximale stroomsterkte en veiligheidsmarge instellen.

Statische en dynamische load balancing

Niet iedere vorm van load balancing werkt op dezelfde manier. Het belangrijkste verschil is of het werkelijke stroomverbruik van de woning wordt gemeten.

Verschil tussen statische en dynamische load balancing

Dynamische load balancing reageert wel op het actuele verbruik. Daardoor kan de laadpaal op rustige momenten meer vermogen gebruiken zonder de ingestelde grens van de aansluiting te overschrijden.

Deze berekening is een vereenvoudigd voorbeeld. De werkelijke regeling hangt af van de faseverdeling, ingestelde veiligheidsmarge, minimale laadstroom van de auto en meetmethode van het systeem.

Load balancing bij 1-fase en 3-fase laden

Load balancing kan zowel bij een eenfase- als een driefasige laadpaal worden toegepast. De manier waarop de beschikbare capaciteit wordt beoordeeld verschilt wel.

Bij een eenfaseaansluiting loopt al het huishoudelijke stroomverbruik via dezelfde fase. Een aansluiting van 1×35 ampère levert theoretisch ongeveer 8 kW. Wanneer de auto met 32 ampère probeert te laden, blijft er nauwelijks ruimte over voor andere apparaten. Load balancing kan het laden dan beperken, maar de beschikbare totale capaciteit blijft relatief klein.

Bij een aansluiting van 3×25 ampère is het vermogen over drie fasen verdeeld. Het theoretische totaal bedraagt ongeveer 17 kW, maar iedere fase blijft afzonderlijk begrensd op 25 ampère. Een goede load balancer bewaakt daarom niet alleen het totale vermogen, maar ook de stroom op iedere fase.

Welke laadsnelheid haalbaar is, hangt daarnaast af van de ingebouwde lader van de auto. Een auto die maximaal eenfasig kan laden, gaat niet ineens driefasig laden doordat de woning een driefasenaansluiting heeft. Meer hierover lees je in 1-fase of 3-fase laden: wat is het verschil?

Is load balancing hetzelfde als slim laden?

Load balancing en slim laden worden regelmatig door elkaar gebruikt, maar betekenen niet precies hetzelfde.

Load balancing is in de eerste plaats bedoeld om het laadvermogen af te stemmen op de beschikbare capaciteit van de elektriciteitsaansluiting. De lokale belasting in huis bepaalt hoeveel stroom de auto krijgt.

Slim laden is een bredere vorm van aansturing. Daarbij kan het laadmoment ook worden afgestemd op stroomprijzen, een vertrektijd, de opbrengst van zonnepanelen of de belasting van het openbare stroomnet. ElaadNL omschrijft slim laden als het met techniek sturen van het tijdstip en de snelheid waarmee een elektrisch voertuig wordt opgeladen. Meer achtergrond staat in het onderzoek van ElaadNL naar slim laden.

Een laadpaal kan dus dynamische load balancing hebben zonder automatisch rekening te houden met dynamische stroomprijzen of zonnestroom. Andersom moet een laadpaal die op goedkope uren laadt nog steeds voorkomen dat de huisaansluiting overbelast raakt.

Wil je verschillende vormen van aansturing combineren, lees dan ook hoe slim laden met zonnepanelen en dynamische stroom werkt.

Wat is het verschil met een energiemanagementsysteem?

Een load balancer stuurt meestal één laadpaal of een groep laadpunten aan. Een energiemanagementsysteem kan breder kijken naar alle energiestromen in de woning.

Een EMS kan bijvoorbeeld informatie verwerken van:

• zonnepanelen;
• een thuisbatterij;
• een laadpaal;
• een warmtepomp;
• een slimme meter;
• dynamische stroomtarieven.

Op basis daarvan kan het systeem bepalen welk apparaat op welk moment energie mag gebruiken, opslaan of terugleveren. Load balancing kan onderdeel zijn van zo’n systeem, maar een losse load balancer is niet automatisch een volledig EMS.

In het artikel wat is een energiemanagementsysteem en hoe werkt het? lees je hoe deze uitgebreidere aansturing werkt. Wil je eerst het verschil tussen meten en aansturen begrijpen, bekijk dan slimme meter versus energiemanagementsysteem.

Load balancing combineren met zonnepanelen

Zonnepanelen kunnen overdag stroom leveren terwijl de auto wordt opgeladen. Hierdoor hoeft een deel van het laadvermogen niet uit het openbare net te komen. Een geschikt meetsysteem kan deze lokale opwek meenemen bij het bepalen van het beschikbare vermogen.

Toch betekent de aanwezigheid van load balancing niet automatisch dat de auto alleen met een overschot aan zonnestroom wordt geladen. Daarvoor moet de laadpaal of het gekoppelde energiemanagementsysteem een aparte zonnestroom- of overschotfunctie ondersteunen.

Let bij driefasige installaties ook op de faseverdeling. De zonnepanelen, laadpaal en andere apparaten kunnen hun vermogen anders over de fasen verdelen. Het systeem moet daarom geschikt zijn voor de werkelijke elektrische installatie en correct worden ingesteld.

Door een laadpaal, zonnepanelen en andere grote apparaten gezamenlijk aan te sturen, kun je het energiegebruik beter plannen. Meer voorbeelden vind je in zonnepanelen, thuisbatterij, warmtepomp en laadpaal slim combineren.

Load balancing bij twee laadpalen of auto’s

Wanneer twee elektrische auto’s tegelijk worden opgeladen, moet het beschikbare laadvermogen niet alleen tussen de woning en de laadinstallatie worden verdeeld. Ook de laadpunten moeten het vermogen onderling verdelen.

Deze functie wordt soms power sharing genoemd. De laadinstallatie krijgt bijvoorbeeld maximaal 16 ampère per fase toegewezen. Zijn twee auto’s aangesloten, dan verdeelt het systeem die ruimte over beide auto’s. Is één auto vol of vertrekt deze, dan kan de andere auto meer vermogen krijgen.

Power sharing en dynamische load balancing zijn dus niet hetzelfde. Power sharing verdeelt het beschikbare laadvermogen tussen laadpunten. Dynamische load balancing bepaalt hoeveel vermogen de volledige laadinstallatie op dat moment van de huisaansluiting mag gebruiken.

Vraag bij meerdere laadpunten na hoeveel laadpalen het systeem ondersteunt, hoe de verdeling plaatsvindt en wat er gebeurt als de communicatie tussen de apparaten uitvalt.

Heb je load balancing altijd nodig?

Load balancing is niet in iedere situatie verplicht of noodzakelijk. Bij een auto met een laag laadvermogen, weinig andere zware apparaten en een ruime aansluiting kan een vaste laadlimiet voldoende zijn.

Dynamische load balancing wordt interessanter wanneer:

• je een laadpaal van 7,4 of 11 kW wilt gebruiken;
• je woning een aansluiting van 1×35 of 3×25 ampère heeft;
• je elektrisch kookt;
• je een warmtepomp of elektrische boiler gebruikt;
• je regelmatig meerdere grote apparaten tegelijk gebruikt;
• je later een thuisbatterij of tweede elektrische auto verwacht;
• je een verzwaring van de aansluiting mogelijk wilt voorkomen.

Of load balancing in jouw woning nodig is, moet worden bepaald aan de hand van de hoofdaansluiting, groepenkast, faseverdeling en het verwachte gelijktijdige verbruik. Kijk daarom verder dan alleen het maximale laadvermogen van de auto.

Met de Volterij Keuzehulp kun je bepalen welke onderdelen van een slim energiesysteem bij je woning en energiegebruik passen.

Waar moet je op letten bij de aanschaf?

Niet iedere laadpaal biedt dezelfde mogelijkheden. Controleer voordat je een keuze maakt de volgende punten:

• Ondersteunt de laadpaal dynamische load balancing?
• Wordt de benodigde energiemeter of meetmodule meegeleverd?
• Werkt het systeem via de P1-poort, CT-klemmen of een aparte energiemeter?
• Kan het systeem iedere fase afzonderlijk bewaken?
• Is een vaste internetverbinding nodig of werkt de regeling lokaal?
• Wat gebeurt er als de communicatie met de energiemeter uitvalt?
• Kan de laadpaal later met zonnepanelen of een EMS worden gekoppeld?
• Ondersteunt het systeem meerdere laadpunten?
• Zijn abonnementskosten of aanvullende licenties nodig?

Bekijk daarnaast welk laadvermogen de auto ondersteunt, hoe lang de kabel moet zijn en welke bedienings- en verrekenmogelijkheden je nodig hebt. In welke laadpaal past bij mijn elektrische auto? worden deze keuzes verder uitgelegd.

Installatie en instelling van load balancing

Voor dynamische load balancing moet de laadpaal kunnen communiceren met een meetvoorziening in of bij de groepenkast. Afhankelijk van het systeem kan hiervoor een datakabel, netwerkverbinding of draadloze communicatie nodig zijn.

De installateur stelt de maximale stroom van de hoofdaansluiting in en kan een veiligheidsmarge toepassen. Ook moet worden gecontroleerd of de groepen, kabels, hoofdschakelaar en beveiligingen geschikt zijn voor het laadvermogen.

Na de installatie hoort de werking te worden getest. Daarbij kan de installateur controleren of het laadvermogen daadwerkelijk afneemt wanneer andere apparaten meer stroom gaan gebruiken en of de laadpaal veilig reageert bij een verbroken meet- of communicatieverbinding.

Laat de installatie daarom uitvoeren en testen door een deskundige installateur. Vraag daarbij ook wat de laadpaal doet wanneer de energiemeter of communicatieverbinding uitvalt. Een veilige installatie moet in zo’n situatie terugvallen op een begrensd laadvermogen of het laden stoppen, afhankelijk van het ontwerp en de voorschriften van de fabrikant.

Voordelen en beperkingen van load balancing

Het belangrijkste voordeel van load balancing is dat een laadpaal flexibel gebruikmaakt van de beschikbare capaciteit. Dit verkleint de kans op overbelasting en kan helpen voorkomen dat de hoofdaansluiting onnodig wordt verzwaard.

Andere voordelen zijn:

• sneller laden wanneer het stroomverbruik in huis laag is;
• automatisch terugregelen tijdens verbruikspieken;
• minder handmatig plannen van zware apparaten;
• voorbereiding op meer elektrische apparatuur;
• mogelijkheid om meerdere laadpunten te beheren.

Er zijn ook beperkingen. Tijdens drukke momenten kan de auto aanzienlijk langzamer laden. Als vrijwel alle beschikbare capaciteit door de woning wordt gebruikt, kan het laden tijdelijk stoppen. Bovendien moeten de laadpaal en meetapparatuur compatibel zijn en correct worden ingesteld.

Load balancing garandeert daarom niet dat de auto altijd op het gewenste tijdstip vol is. De accugrootte, aankomsttijd, gewenste vertrektijd en maximale laadsnelheid van de auto blijven belangrijk. In hoe lang duurt een elektrische auto opladen? lees je welke factoren de totale laadtijd bepalen.

Conclusie: wat is load balancing en wanneer kies je ervoor?

Wat is load balancing? Het is een vorm van vermogensregeling waarbij een laadpaal rekening houdt met het actuele stroomverbruik van de woning. Wanneer andere apparaten veel stroom gebruiken, wordt het laden vertraagd. Zodra er meer capaciteit beschikbaar is, kan het laadvermogen weer omhoog.

Dynamische load balancing is vooral nuttig bij een laadpaal van 7,4 of 11 kW, een aansluiting van 1×35 of 3×25 ampère en een woning met meerdere grote stroomverbruikers. Het kan overbelasting helpen voorkomen en maakt efficiënter gebruik van de bestaande aansluiting.

Controleer wel of de laadpaal, meetmethode en elektrische installatie geschikt zijn. Laat de maximale stroom, faseverdeling en veiligheidsmarge door een deskundige installateur bepalen. Zo weet je dat de regeling niet alleen slim, maar ook veilig is ingericht.

Wil je weten of je laadpaal, warmtepomp, inductiekookplaat en thuisbatterij samen binnen je aansluiting passen? Bekijk dan hoeveel stroom jouw woning tegelijk kan gebruiken en vergelijk onder meer 1 × 35 A en 3 × 25 A.