Eenheden van e-mobiliteit eenvoudig uitgelegd
Vroeg of laat komt elke e-mobilist deze termen tegen in de e-mobiliteitssector. Maar wat betekenen deze meeteenheden eigenlijk? Wat zit er achter deze eenheden en hoe hangen ze samen? En vooral, welke invloed hebben de verschillende meeteenheden op het opladen van e-auto’s? Wij geven inzicht en geven een korte en kernachtige uitleg. Zo kun je vertrouwd raken met de termen en correlaties en overzicht houden op het gebied van elektromobiliteit. Maar vooraf: je hoeft geen wis- of natuurkundige te zijn, het opladen van je e-auto is in principe niet anders dan het opladen van je smartphone – alleen met een iets grotere batterij.
Huidige eenheden in een oogopslag
De wet van Ohm over weerstand laat een wisselwerking zien tussen stroom en spanning. Dus als je een eenheid van stroom wilt berekenen, heb je de drie elektrische grootheden nodig: volt, watt en ampère. Onze tip: Teken een driehoek, schrijf “watt” bovenaan, “volt” in de linkerhoek en “ampère” in de rechterhoek. Als je nu een van de waarden wilt berekenen, vermenigvuldig dan aangrenzende waarden met elkaar of deel boven elkaar liggende waarden – de bovenste door de onderste.
Waar staat volt voor?
Volt = spanning
Als je elektriciteit vergelijkt met een waterkraan, dan is volt gelijk aan de druk waarmee het water door de leiding stroomt. Het enige verschil is dat het in dit geval elektronen zijn die hun weg door de buis vinden. Spanning wordt daarom gemeten in volt en is de gradiënt van de elektronen die door een buis stromen. In Duitsland is de netspanning uniform vastgesteld op 230 volt voor eenfasige wisselstroom. Stopcontacten in de VS daarentegen hebben vaak een spanning van slechts 110 volt. De meeteenheid is genoemd naar de Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta – hij vond ook de batterij uit.
Een laag voltage betekent weinig elektronen en tegelijkertijd een laag aantal volt. Veel spanning daarentegen betekent veel elektronen en dus een hoog aantal volt. De elektrische spanning kan worden berekend met behulp van vermogen en stroomsterkte. Hiervoor deel je eenvoudigweg het vermogen door de stroomsterkte. De formule luidt:
Volt = Watt / Ampère (of U = P / I).
Wat is ampère?
Ampère = stroomsterkte
Laten we onze vergelijking met een waterkraan nog eens gebruiken. Ampère kun je zien als de dikte van de waterleiding. Hoe dikker de leiding, hoe meer water er tegelijkertijd doorheen kan stromen. Vertaald naar de stroom van elektriciteit is ampère de hoeveelheid elektronen die in een bepaalde tijd door de elektriciteitsleiding stromen. In Duitsland zijn elektriciteitsleidingen ontworpen voor maximaal 16 ampère. De meeteenheid is genoemd naar de Franse wis- en natuurkundige André-Marie Ampère.
Hoe meer stroom er in een bepaalde tijd door de elektrische geleider stroomt, hoe hoger het ampèrage. Zo kunnen door een dikke geleider in dezelfde tijd aanzienlijk meer elektronen stromen dan door een dunne geleider. De stroomsterkte kan worden berekend met behulp van het stroomvermogen en de stroomspanning. Hiervoor deel je eenvoudigweg het vermogen door de spanning. De formule luidt:
Ampère = Watt / Volt (of I = P / U).
Wat betekent watt?
Watt = vermogen
In ons voorbeeld met de kraan zou watt het water kunnen zijn dat eruit stroomt. Want watt is de energieomzet in een periode. Dit betekent dat watt gebruikt kan worden om aan te geven hoeveel elektriciteit verbruikt of opgewekt is. De meeteenheid voor elektrisch vermogen is genoemd naar de wetenschapper James Watt. Op veel elektrische apparaten wordt het elektrisch vermogen niet aangegeven in watt, maar in kilowatt – één kilowatt is gelijk aan 1000 watt.
De elektrische eenheid voor vermogen geeft de spanning aan waarmee de elektronen door de draad stromen. Hiervoor vermenigvuldig je eenvoudigweg de spanning met de stroomsterkte. De formule luidt:
Watt = Volt * Ampère (of P = U * I).
Hoe bereken ik het laadvermogen van een laadstation?
Om het laadvermogen van de laadpaal te berekenen heb je het aantal fasen, de spanning in volt en het amperage in ampère van je stroomaansluiting nodig. Afhankelijk van de ster- of driehoeksaansluiting is de spanning 230 volt of 400 volt. Je kunt enkelfasig opladen vanuit een stopcontact in je thuisnetwerk met een maximale stroomsterkte van 20 ampère, en driefasig met 32 ampère. Voor driefasige aansluitingen is het ook van belang hoe het laadstation op het lichtnet wordt aangesloten.
Enkelfasige wisselstroom:
3,7 kW laadvermogen = 1 fase * 230 V spanning * 16 A stroomsterkte.
Driefasige wisselstroom:
11 kW laadvermogen = 3 fasen * 230 V spanning * 16 A stroomsterkte.
Driefasige wisselstroom, sterschakeling:
22 kW laadvermogen = 3 fasen * 230 V spanning * 32 A stroomsterkte.
Driefasige wisselstroom, drie fasen, driehoekschakeling:
22 kW laadvermogen = 3 wortels * 400 V spanning * 32 A amperage
Hoeveel kilowattuur laadt de elektrische auto op?
Om te berekenen hoe lang je elektrische auto oplaadt, vermenigvuldig je gewoon de kilowatt van het laadstation of de stroomaansluiting met het aantal opgeladen uren. Stel dat je auto een accu heeft met een capaciteit van 40 kilowattuur. Als je je e-auto oplaadt aan een huishoudelijk stopcontact met 3,7 kilowatt vermogen, heb je ongeveer tien uur nodig tot je accu bijna volledig is opgeladen.
Berekening: 3,7 kW x 10 h = 37 kWh
Om tijd te besparen kun je je elektrische auto ook aansluiten op een wallbox of een ander oplaadpunt met driefasige wisselstroom. Hierdoor krijg je een laadvermogen van 11 kilowatt en wordt de laadtijd verkort tot ongeveer 3,5 uur totdat de accu weer bijna volledig is opgeladen. Laadstations met 22 kilowatt werken nog sneller. Hier heb je minder dan twee uur laadtijd nodig.
