עמדת טעינה ביתית לרכב חשמלי: הספק, חיבור חשמל וזמני טעינה

מי שעובר לרכב חשמלי מגלה מהר שרוב הטעינה לא מתבצעת בעמדות ציבוריות אלא בבית, בחניה, בזמן שהרכב עומד ממילא. בשביל זה קיימות עמדות טעינה ביתיות, והן מרוכזות בקטגוריית עמדות טעינה לרכב. על הנייר הכול נראה פשוט: מספר קילוואט גדול אמור להטעין מהר יותר. בפועל, קצב הטעינה נקבע על ידי שלושה גורמים שונים, והעמדה היא רק אחד מהם.

במדריך הזה נסביר מה המשמעות של הנתונים שמופיעים בשם של עמדת טעינה לרכב, למה רכב מסוים נטען לאט יותר ממה שציפיתם, איך מחשבים זמן טעינה, ומה החשמלאי בודק לפני ההתקנה. המטרה היא להבין את התמונה המלאה לפני שמתחילים לתכנן.

איך עובדת טעינה ביתית

הסוללה ברכב חשמלי אוגרת זרם ישר (DC), אבל רשת החשמל בבית מספקת זרם חילופין (AC). מישהו צריך להמיר בין השניים. בטעינה ביתית, ההמרה נעשית בתוך הרכב, ברכיב שנקרא המטען הפנימי (On-Board Charger). העמדה עצמה אינה "ממירה" את החשמל אלא מספקת זרם חילופין בצורה מבוקרת ובטוחה: היא מתקשרת עם הרכב, מודיעה לו כמה זרם זמין, ומפסיקה את הזרם אם משהו לא תקין.

בעמדות ציבוריות מהירות המצב שונה. שם ההמרה לזרם ישר נעשית בתוך העמדה, ולכן הן יכולות לספק הספקים גבוהים בהרבה. אלה עמדות גדולות ויקרות, שמחוברות לתשתית חשמל חזקה, והן לא נועדו להתקנה בבית פרטי.

מה המספרים בשם העמדה אומרים

בקטגוריה נמצאת עמדת טעינה לרכב EXTREME+ 22KW, ובשמה מופיעים שני נתונים: הספק של 22 קילוואט וזרם של 32 אמפר. כדי להבין אותם צריך להכיר את הקשר בין זרם, מתח והספק.

זרם, מתח והספק

הספק בחשמל הוא מכפלה של מתח בזרם. בחיבור ביתי רגיל בישראל המתח הוא 230 וולט לכל פאזה. בזרם של 32 אמפר בפאזה אחת מתקבל הספק של כ-7.4 קילוואט. כשיש שלוש פאזות, כל אחת מעבירה את אותו זרם, וההספק הכולל מגיע לכ-22 קילוואט. כלומר, ה-22 קילוואט בשם העמדה מתאים לחיבור תלת-פאזי בזרם של 32 אמפר לכל פאזה.

הטבלה הבאה מסכמת את ההספקים הנפוצים בטעינה ביתית בזרם חילופין, לפי מספר הפאזות והזרם:

אלה ערכים מעוגלים, והם מתארים את ההספק שהעמדה יכולה לספק. ההספק שנכנס בפועל לרכב תלוי גם בגורמים אחרים.

שלושה גורמים שקובעים את קצב הטעינה

קצב הטעינה בפועל נקבע לפי החוליה החלשה בשרשרת. יש שלוש חוליות כאלה, וכל אחת יכולה להגביל את הקצב:

1. העמדה: ההספק והזרם המרביים שהיא מסוגלת לספק, וההגדרה שנקבעה בה בזמן ההתקנה.
2. חיבור החשמל בבית: מספר הפאזות וגודל החיבור, ובנוסף הצריכה של שאר הבית באותו זמן.
3. המטען הפנימי של הרכב: ההספק המרבי שהרכב מקבל בזרם חילופין, שמופיע במפרט הרכב.

המטען הפנימי של הרכב

זה הגורם שהכי הרבה אנשים לא מכירים. כל רכב חשמלי מגיע עם מטען פנימי בהספק מסוים, וזה ההספק המרבי שהוא יכול לקבל בטעינת AC. ברכבים רבים המטען הפנימי מוגבל ל-7.4 או ל-11 קילוואט, ויש דגמים שמקבלים 22 קילוואט. רכב עם מטען של 11 קילוואט ייטען ב-11 קילוואט לכל היותר, גם אם העמדה מסוגלת לספק 22. הנתון הזה מופיע במפרט הטכני של הרכב, בדרך כלל תחת "טעינת AC" או "On-Board Charger".

חיבור החשמל בבית

בתים בישראל מחוברים לרשת בחיבור חד-פאזי או תלת-פאזי, ובגודל חיבור שמופיע במפסק הראשי ובחשבון החשמל, למשל 1X40A או 3X25A. בבית עם חיבור חד-פאזי, עמדה של 22 קילוואט לא תוכל לספק את מלוא ההספק שלה, כי אין שלוש פאזות. בנוסף, הזרם של העמדה צריך להשאיר מקום לשאר המכשירים בבית: מזגנים, דוד חשמל, תנור וכיריים.

בגלל זה, בזמן ההתקנה החשמלאי מגדיר בדרך כלל את הזרם המרבי של העמדה לפי החיבור והעומס בבית. יש עמדות עם מנגנון ניהול עומסים, שמוריד את זרם הטעינה כשהצריכה בבית עולה. אם מנגנון כזה קיים, הוא מופיע במפרט היצרן.

איך מחשבים זמן טעינה

החישוב הבסיסי פשוט: כמות האנרגיה שצריך להכניס לסוללה, בקילוואט-שעה, חלקי הספק הטעינה בפועל, בקילוואט. התוצאה היא מספר השעות, לפני הפסדים.

נניח רכב עם סוללה של 60 קילוואט-שעה, שמגיע הביתה עם 20% טעינה ונטען עד 80%. צריך להכניס 60% מהסוללה, כלומר 36 קילוואט-שעה:

• בהספק של 3.7 קילוואט: כ-9.7 שעות.
• בהספק של 7.4 קילוואט: כ-4.9 שעות.
• בהספק של 11 קילוואט: כ-3.3 שעות.
• בהספק של 22 קילוואט: כ-1.6 שעות, ורק אם גם הרכב וגם החיבור תומכים בכך.

בפועל הזמן ארוך מעט יותר, כי יש הפסדים בהמרה ובחימום או קירור של הסוללה, וכי רכבים רבים מאטים את הטעינה כשהסוללה מתקרבת למילוי. למי שטוען בלילה, גם הספק של 7.4 קילוואט מספיק בדרך כלל כדי למלא את מה שנצרך בנסיעות יומיות רגילות.

תזמון הטעינה

ברכבים חשמליים רבים אפשר לקבוע מתוך מערכת הרכב או מתוך האפליקציה שלו מתי הטעינה תתחיל ועד כמה אחוזים להטעין. גם בחלק מהעמדות יש אפשרות תזמון, והיא מופיעה במפרט כשהיא קיימת. תזמון מאפשר להתחיל את הטעינה בשעות שבהן הצריכה בבית נמוכה, למשל אחרי שהדוד והתנור כבר כבויים, וכך להשאיר יותר מקום לזרם הטעינה בחיבור הקיים. בחלק מתוכניות התעריף של חברות החשמל המחיר משתנה לפי שעות היממה, וגם זה שיקול שמשפיע על שעת ההתחלה. הגבלת הטעינה לאחוז מסוים, למשל 80%, היא הגדרה שיצרני רכב רבים מציעים לשימוש היומיומי, והפרטים מופיעים בספר הרכב.

קילוואט מול קילוואט-שעה

שני המונחים נשמעים דומים, אבל הם מודדים דברים שונים. קילוואט הוא הספק, כלומר קצב העברת אנרגיה, כמו מהירות זרימת מים בצינור. קילוואט-שעה הוא כמות אנרגיה, כמו נפח המים במיכל. גודל הסוללה נמדד בקילוואט-שעה, וקצב הטעינה נמדד בקילוואט.

התקנת עמדת טעינה: מה קורה בפועל

עמדת טעינה ביתית מחוברת למעגל חשמל ייעודי, ולא לשקע קיים. ההתקנה נעשית בדרך כלל על ידי חשמלאי מוסמך, והיא כוללת כמה שלבים עיקריים:

• בדיקת גודל חיבור החשמל, מספר הפאזות והעומס הקיים בבית.
• תכנון מסלול הכבל מלוח החשמל לחניה ובחירת חתך כבל שמתאים לזרם ולמרחק.
• התקנת מפסקי הגנה מתאימים בלוח, לפי דרישות היצרן והתקנות.
• קיבוע העמדה על קיר או על עמוד, במיקום שבו הכבל מגיע בנוחות לשקע של הרכב.
• הגדרת הזרם המרבי של העמדה ובדיקת פעולה עם הרכב.

בבניין משותף נדרש בדרך כלל גם תיאום עם נציגות הבית, ולעיתים חיבור מלוח החשמל של הדירה דרך תוואי בחניון. המרחק בין הלוח לחניה משפיע על אורך הכבל ועל החתך הנדרש, ולכן הוא חלק מרכזי בתכנון.

מיקום העמדה

כמה שיקולים פשוטים עוזרים לבחור מקום: באיזה צד של הרכב נמצא שקע הטעינה, איך הרכב חונה בדרך כלל (חזית או אחור), האם המקום חשוף לגשם ולשמש ישירה, והאם הכבל יעבור במקום שבו הולכים או נוסעים. את דרגת ההגנה מפני מים ואבק של העמדה בודקים במפרט היצרן, כדי לדעת אם היא מתאימה להתקנה חיצונית.

שאלות שעוזרות לתכנן לפני ההזמנה

לפני שמזמינים עמדה, נוח לאסוף כמה נתונים במקום אחד. הם יעזרו להבין כמה מההספק של העמדה ינוצל, ויקצרו את השיחה עם החשמלאי:

1. מה גודל החיבור בבית, וכמה פאזות יש בו?
2. מה ההספק המרבי שהרכב מקבל בטעינת AC?
3. מה המרחק בין לוח החשמל למקום החניה?
4. האם החניה פרטית או בחניון משותף?
5. כמה קילומטרים נוסעים ביום בממוצע, ובאילו שעות הרכב חונה בבית?
6. האם יתווסף בעתיד רכב חשמלי נוסף, או רכב עם מטען פנימי חזק יותר?

השאלה האחרונה רלוונטית במיוחד לעמדה של 22 קילוואט. גם אם הרכב הנוכחי מקבל פחות, יש מי שמעדיף עמדה עם מרווח להמשך. אחרים מעדיפים לבחור לפי מה שהרכב והחיבור מאפשרים היום. ההבדל הוא בשאלה אם ההספק העודף ינוצל בעתיד.

שקע הטעינה ברכב והכבל

כדי שהעמדה והרכב יעבדו יחד, התקע בקצה הכבל צריך להתאים לשקע ברכב. ברוב הרכבים החשמליים שנמכרים בישראל ובאירופה, שקע הטעינה בזרם חילופין הוא מסוג Type 2. ברכבים מסוימים, בעיקר ישנים יותר או מיובאים משווקים אחרים, השקע שונה. את סוג השקע ברכב בודקים במפרט הרכב, ואת סוג התקע של העמדה בודקים במפרט שלה.

יש עמדות שמגיעות עם כבל מחובר קבוע, ויש עמדות עם שקע, שאליו מחברים כבל נפרד. בעמדה עם כבל קבוע לא צריך להוציא כבל מהרכב בכל טעינה. בעמדה עם שקע אפשר להחליף כבל באורך אחר, ומשתמשים בכבל שמגיע עם הרכב או בכבל נפרד. אורך הכבל משנה: כבל קצר מדי מגביל את אופן החניה, וכבל ארוך מדי נשאר מגולגל על הרצפה.

כמה טעינה צריך בפועל ביום

הרבה אנשים מעריכים את הצורך שלהם לפי גודל הסוללה, אבל ביום רגיל משתמשים רק בחלק קטן ממנה. רכב חשמלי צורך בדרך כלל בין 15 ל-20 קילוואט-שעה ל-100 קילומטר, לפי הדגם, סגנון הנהיגה ומזג האוויר. מי שנוסע 50 קילומטר ביום צורך כ-8 עד 10 קילוואט-שעה. בהספק של 7.4 קילוואט, את הכמות הזו מחזירים לסוללה בפחות משעה וחצי.

החישוב הזה מסביר למה הספק הטעינה חשוב פחות ממה שנראה בהתחלה למי שטוען כל לילה. הוא חשוב יותר למי שמגיע הביתה עם סוללה כמעט ריקה, למי שחונה בבית רק לזמן קצר, או למשק בית עם שני רכבים חשמליים שנטענים באותה עמדה.

שימוש ותחזוקה שוטפת

עמדת טעינה ביתית לא דורשת הרבה תחזוקה, אבל כמה הרגלים פשוטים שומרים עליה ועל הכבל:

• מגלגלים את הכבל ותולים אותו אחרי הטעינה, כדי שלא ייפגע מגלגלי הרכב.
• שומרים את התקע נקי ויבש, ולא מחברים אותו כשיש בו מים או לכלוך.
• בודקים מדי פעם שאין סדקים או קרעים בבידוד הכבל ובגוף התקע.
• אם העמדה מציגה תקלה או שהכבל ניזוק, מפסיקים להשתמש בה ופונים לחשמלאי או ליצרן.

טעינה, רכב ואביזרים נוספים

עמדת הטעינה היא רק חלק אחד מהציוד שמשמש את הרכב. אביזרים לרכב, כמו מחזיקי טלפון ומטענים לשקע המצת, נמצאים בקטגוריית אביזרי רכב, ובוסטרים לרכב משמשים להתנעת רכבים עם מנוע בעירה שהמצבר שלהם התרוקן. ציוד חשמל לבית, כמו כבלים ומפסקים, נמצא בקטגוריית חשמל. ההתקנה של ציוד חשמל קבוע נעשית בדרך כלל על ידי חשמלאי מוסמך.

טעויות נפוצות בהבנת עמדות טעינה

כמה הנחות חוזרות שוב ושוב אצל מי שמתכנן טעינה ביתית לראשונה, ונוח להכיר אותן מראש:

• "עמדה חזקה יותר תטעין כל רכב מהר יותר": הרכב מקבל רק עד ההספק של המטען הפנימי שלו.
• "22 קילוואט עובד בכל בית": בחיבור חד-פאזי ההספק המרבי נמוך בהרבה.
• "אפשר לחבר עמדה לשקע קיים": עמדה קבועה מחוברת למעגל ייעודי מלוח החשמל.
• "זמן הטעינה הוא גודל הסוללה חלקי ההספק": בפועל טוענים רק חלק מהסוללה, ויש גם הפסדים והאטה לקראת המילוי.

לסיכום

עמדת טעינה ביתית מספקת זרם חילופין לרכב, והרכב ממיר אותו בעצמו. ההספק בשם העמדה, כמו 22 קילוואט ו-32 אמפר, מתאר את היכולת המרבית שלה בחיבור תלת-פאזי. בפועל, קצב הטעינה נקבע לפי החוליה החלשה: העמדה, חיבור החשמל בבית או המטען הפנימי של הרכב. מי שאוסף את שלושת הנתונים האלה, ומחשב לפיהם את זמן הטעינה, יודע בדיוק מה לצפות. את העמדה הזמינה ואת המפרט שלה מוצאים בקטגוריית עמדות טעינה לרכב, וקטגוריות נוספות של ציוד לבית מרוכזות בעמוד ציוד לבית.

הבהרה: המאמר נכתב למטרות מידע כללי ובידור בלבד, ואינו מהווה המלצה, ייעוץ מקצועי או התחייבות מכל סוג. כל החלטה על בחירת מוצר, התקנה או שימוש היא באחריות הקורא בלבד, והחנות אינה נושאת באחריות לכל נזק או תוצאה הנובעים מהסתמכות על התוכן.