Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu

18 0
Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu

Elektrikli araçların şebekeye entegrasyonu artık şartlar gereği çok önemli bir konuma gelmiştir. Günümüzde kullanılan elektrikli araçların sayısı aşağıdaki grafiğe bakıldığında da gün geçtikçe arttığı görülmektedir. Bu artıştaki sebebiyet hem teknolojinin ilerlemesi ile gerçekleşen kolaylıklar oluşmaktadır. Ayrıca gelen talep ve çevresel etkilerde verdiği olumlu geri dönüşler içindedir. Bundan dolayı gün geçtikçe yeni firmalar oluşmakta ve yeni yeni araçlar üretecek duruma gelecektir.

Türkiye’de Satılan Elektrikli ve Hibrit Otomobiller
Resim 1. Türkiye’de Satılan Elektrikli ve Hibrit Otomobiller | Kaynak: Sözcü.com.tr

Elektrikli araçlara olan bu talebin karşılanması için gerekli çalışmalar yapılmaktadır. Şu an piyasada bulunan ve rakibi olan fosil yakıtı araçlara kıyasla geride olan bu araçların batarya ve şarj depolama sorunu devam etmektedir. Çünkü bataryaları sebebiyle hem menzilleri yetersiz hem de şarj süreleri uzunca bekletmektedir. [4]

Şarj edilmeleri konusunda elektrikli araçları daha hızlı şarj edebilmek çalışmalar yapılmaktadır. Ve bu istasyonlar belirli noktalara yerleştirilmektedir.

Ülkemize bakıldığında şarj dolum noktalarının genellikle Marmara bölgesi ve çevresinde yoğun olduğu görülmektedir. Ülkenin diğer kısımlarında seyrek olarak bulunmaktadır.

Türkiye’deki Şarj İstasyonu Haritası
Resim 2. Türkiye’deki Şarj İstasyonu Haritası | Kaynak: TEHAD.org
Türkiye’deki DC-AC Şarj İstasyonu Haritası
Resim 3. Türkiye’deki DC-AC Şarj İstasyonu Haritası | Kaynak: ESARJ.com

Elektrikli araçları şarj eden bu ünitelerin sayısı tabii ki gün geçtikçe artmaktadır. Elektrikli araçlara geçişin hızlanabileceği dönemlerde daha rahat ve sıkıntısız bir geçiş dönemi için bu çalışmalar yapılmaktadır.

Ancak artan şarj istasyonu ve elektrikli araç sayısı şebeke sistemine yük bindirmektedir. Bu da ekstra güç ihtiyacı meydana getirecektir. Bu durum içinde şebeke altyapısının bu sistemler için elverişli olması gerekmektedir.

Örneğin elektrikli araçların çok yoğun olduğu bir zamanda ve herkesin evinde aracını şarja takmak istediği ortak bir an olacaktır. Eğer şebeke yetersiz oluşacak bu güç talebini kaldıramaz ve gönderemez ise alt yapının çökmesine sebebiyet verebilir. Belki de daha büyük sıkıntılara sebebiyet verebilecektir.

Bunlar ülkelerin gelişen teknolojiye ayak uydurması ve alt yapı yenileme çalışmalarını güncel tutması ile iyi olacaktır.

Elektrikli Araçların Güç Seviyeleri

Elektrikli araçları şarj etme sırasında ihtiyaç taleplerine ve güç durumlarına göre şarj edilmeleri gerekmektedir. Bu araçların şarj etme noktaları ile birlikte bataryalarına gerekli enerji ihtiyaçları verilmektedir.

Bu durum için belli besleme donanımları ve parçaları ile birlikte, araca elektrik enerjisinin geçişi sağlanmaktadır. Tabi bu elektrik enerjisi geçişi her aracın aynı olmadığı, her ülke şebekesinin aynı olmadığı gibi farklılıklar göstermektedir. Elektrikli araçların şebekeye entegrasyonu için Ülkeler arasındaki ve şebeke üzerindeki belli farklılıklar bulunmaktadır. Bunlar;

  • Frekans
  • Elektriksel şebeke bağlantıları
  • Donanımsal parçalar
  • Gerilim durumları
  • İletim standartları dediğimiz durumlardan dolayı farklılıklar olmaktadır.

Bunlar için elektrikli araçların da şarj sevileri belli kategorilere ayrılmaktadır.

Temelde 2 kategoriye ayrılan bu şarj seviyeleri Alternatif Akım ve Doğru Akım olarak adlandırılmaktadır. Ancak 2 ana başlık içinde 3 alt başlık oluşmakta ve toplamda 6 başlıkta elektrikli araçların şarj sevileri belirlenmektedir. Bunlar;

Tablo 1. Elektrikli Araç Şarj Metodları ve Konfigrasyonları [2]

Şarj Metodu ve SeviyesiGerilim ve BağlantıMaksimum Güç (kW)Şarj Süresi
AA Seviye 1120V – 1 Faz2,00~10-13 saat
AA Seviye 2240V – 1 Faz10,00~1-4 saat
AA Seviye 3240V – 3 Faz43,50~1 saat
DA Seviye 1200V – 450V36,00~0,5-1,44saat
DA Seviye 2200V – 450V96,00~0,2-0,58 saat
DA Seviye 3200V – 450V200,00~10dakika

Görüldüğü gibi farklı seviyelerdeki bu şarj istasyonlarına farklı güçler verilebilmektedir. Ayriyeten tablo üzerinden de görülme olan güç ve dolum süreleri arasında ters bir orantının olduğu görülmekte.

Aslında bu durum olumlu bir göstergedir. Güç ne kadar artarsa, şarj olma süresi de o kadar azalmaktadır. Ancak çıkan güçler nerdeyse santrallerin ürettikleri güçler olduğu görülmektedir. Bu da talebin ne kadar yoğun olacağını göstermektedir.

Farklı bir grafik ile de yorumlayabiliriz. Araç sahiplerinin araçlarını kısa sürede şart etmek isteyeceklerini bilmekteyiz. Ancak bu durumun şebeke üzerindeki etkisi o yönde olumlu olmamaktadır. Çünkü hızlı şarj edilmesi gereken araç için şebeke daha fazla güç vermek durumunda kalacaktır. Bu durum şebeke için istenmeyen pik durumlarını yani yoğun yüklenme durumlarını meydana getirebilmektedir.

Hızlı ve Yavaş Şarj Durumunda Şebekeden Talep Edilen Gücün Miktarı ve Süresinin Değişimi - Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu
Şekil 1. Hızlı ve Yavaş Şarj Durumunda Şebekeden Talep Edilen Gücün Miktarı ve Süresinin Değişimi (ESRU, 2018) [2]

Alternatif akımdaki yavaşlık ile doğru akımdaki hızlı şarj verme işlemini aşağıdaki çizim örnekleri üzerinden de anlamak mümkündür.

Alternatif Akım ve Doğru Akım Şarj Etme Durumları

Şebekeden sisteme giriş yapan alternatif akım enerjisi başta kontrol aygıtı üzerinden geçmektedir. Daha sonra konnektör ile birlikte araçta bulunan şarj edici sisteme geçer. Şarj edici sistem ise gelen elektriği daha sonra bataryaya yüklemektedir. Aradaki elemanlardan dolayı da yavaş bir işlem gerçekleşmiş oluyor.

Doğru akım türünde ise şebekeden gelen elektrik enerjisi bu sefer direk şarj edici sisteme alınmaktadır. Bu sayede aradaki diğer elemanlar kalkıp direk bataryaya geçerek daha güçlü ve hızlı bir şarj işlemi gerçekleşebilmektedir.

AC Yavaş Şarj İçin EA Besleme Donanımı - Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu
Şekil 2. AC Yavaş Şarj İçin EA Besleme Donanımı [1]
DC Hızlı Şarj İçin Araç Dışında EA Besleme Donanımı - Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu
Şekil 3. DC Hızlı Şarj İçin Araç Dışında EA Besleme Donanımı [1]

Elektrikli araçların şarj istasyonları, kullanım ve ihtiyaç duyulan yerlere göre farklılık göstermektedir. Bu durumu aşağıdaki Tablo 2’den inceleyebiliriz;

Tiplerine Göre Şarj İstasyonlarının Kuruldukları Yerler
Tablo 2. Tiplerine Göre Şarj İstasyonlarının Kuruldukları Yerler [3]

Tablodan da anlaşıldığı üzere farklı yerleşkelere, farklı tip şarj istasyonları konulmaktadır. Çünkü her bölgede araçların bulunmalarının sebeplerinin farklı olabileceği gibi, orada bekleme süreleri de farklılık gösterecektir. Örneğin Park alanı için eklenen şarj istasyonu ile müstakil bir evin parkında olan şarj istasyonu aynı olmayacaktır.

Elektrikli Araçların Şebekeye Entegrasyonu için Kurulum Analizleri

Bu şarj istasyonlarının kurulum yerleri içinde belli ölçüm ve analizlerin yapılması gerekmektedir. Bunları şu şekilde örneklendirerek sıralamak mümkündür; [3]

  • Araçların kullanımlarının durumları,
  • Şarj istasyonunun Trafo merkezine olan uzaklığı,
  • Kurulum yapılacak otoparkın kapasitesi ve kullanım yoğunluğu,
  • Kullanım Elektrikli araç yoğunluğu,
  • Şarj ünitelerinin konumları,
  • Bölgenin elektrik şebekesinin altyapısı,
  • Güç tüketim eğrileri gibi pek çok faktör sayılabilmektedir.

Bu tür analizleri yaparak hem şebekenin durumu ölçülebilir hem de araçların daha sağlıklı bir biçimde elektrik enerjisi alması için doğru yapılaşma oluşturulabilir.


KAYNAKÇA;

  1. KUŞDOĞAN Ş., Akıllı Şebekelere Elektrikli Araçların Entegrasyonu ve Taşıttan Şebekeye V2g Uygulamaları, KOCAELİ, 2018
  2. ÇAKMAK R., AYDIN M. M., YILDIRIM M. S., Elektrikli Araç Şarj İstasyonlarının Elektrik Şebekesi, Elektrikli Araç Teknolojileri, Trafik ve Ulaşım Parametreleri Altında Değerlendirilmesi, ANTALYA, 2018
  3. KEREM A., Elektrikli Araç Teknolojisinin Gelişimi ve Gelecek Beklentileri, BURDUR, 2014
  4. YAPICI R., GÜNEŞ D., YÖRÜKEREN N., Elektrikli Şarj İstasyonlarının Dağıtım Şebekesine Olası Etkileri, KOCAELİ, 2018

Bir cevap yazın