Şarjın düzenli olarak yapıldığını gösteren kavramsal şema (S)’ler durakları, ve (T)’ler hat başı/sonu terminalleri ve (D) ise garajı ifade etmektedir.
Bir elektrikli otobüs, bir dolu batarya ile kaç km yol gidebilir? Elektrikli araçlar hakkında konuşurken akla gelen sorulardan ilkidir. Bir arabaya sahip olmanın doğası, her yere, istenildiği bir zamanda gidebilme özgürlüğüdür. Ancak bir otobüs herhangi bir zamanda herhangi bir yere gitmez. Belirli bir yere, belirli bir rota boyunca ve belirli bir saatte gider. Belirlenen bir programı o gün içinde veya diğer gün tekrarlar. Dolayısıyla asıl soru ne kadar ileri gidebileceği değil, oraya tekrar gitmeden önce ne kadar hızlı şarj olabileceğidir. Bu yazıda, hızlı şarj etmenin bir elektrikli otobüs hattını çalıştırmanın toplam maliyetini neden azalttığını incelemekte ve bir çözümün temel unsurlarını açıklamaktadır.
Otobüs maliyeti
Düşük bir toplam sahip olma maliyeti elde etmek, yalnızca ihtiyaç duyulduğu kadar çok sayıda araç içeren bir elektrikli otobüs filosunun işletilmesiyle ilgilidir. Dizel otobüs eşdeğeri çözümle bire bir sayıya sahip olmak önemlidir. Bu, aynı tarifeye, aynı seyahat süresine, aynı sayıda otobüs ve sürücüye ve bir dizel filosuyla aynı yolcu kapasitesine sahip olmak anlamına gelir.
Otobüslerin, yakıt tipleri ne olursa olsun, bakımı maliyetlidir. Elektrikli otobüslerde ise tersine, altyapı kurulduktan sonra önemli ölçüde daha düşük bakım maliyetlerine ve daha uzun işletim ömrüne sahiptir. Bu nedenle, otobüs operatörleri, altyapılarının çok yönlülüğünü en üst düzeye çıkararak ve otobüs filolarında ortak batarya boyutları belirleyerek araç sayısını optimize eden bir çözümle elektrikli filolarının toplam sahip olma maliyetini düşürebilir.
Batarya şarj stratejileri
İster gece garajda ister duraklarda yol üstü şarjı olsun, mevcut şarj stratejileri, aracın şarj edilmesi için gereken süre ve tarife yönetiminin getirdiği kısıtlamalar tarafından yönetilir.
Garaj şarjı durumunda, otobüs operatörleri rotayı tamamlamak için yeterli kapasiteye sahip bataryaya güvenirler. Ancak batarya boyutu, yolcu kapasitesini olumsuz etkiler ve aracın maliyetini ve ağırlığını artırır. Garaj şarj stratejisine sahip bir elektrikli otobüsün maliyetinin yüzde 45'e varan kısmı bataryadan gelir.
Hat başı/sonu terminalleri ve yol üstü şarj ünitelerinde aracın planlanan bekleme süresinden daha kısa bir süre içinde şarj edilmesi gerekir. Bekleme süreleri, sürücülere bir mola vermek aynı zamanda gecikme tamponları sağlamak için vardır. Sürelerin daha kısa olduğu yoğun dönemlerde, hat operatörleri genellikle bir ikilemle karşı karşıyadır: Bataryayı programa uymak ve rota sonunda komple deşarj edebilmek için kısmen şarj etmek mi, yoksa tam şarj sağlamak için tarifeyi geciktirmek mi? Yol üstü şarj stratejileri, yalnızca daha fazla otobüs ve sürücüye, daha fazla durak ve garaj şarj ünitesine sahip olarak yeterli şarj süresine izin verir. Bu ek kaynaklar alan gereksinimlerini, enerji tüketimini ve maliyeti artırır. Diğer bir deyişle, şarj yeterince hızlı değilse, planlanan tarifeler gecikir.
Hat başı/sonu terminallerindeki ve Cenevre/Nantes rotalarındaki şarj üniteleri, enerji seviyesi geri kazanımını en üst düzeye çıkarmak için 400 ila 600 kW güç sağlar. Böyle bir altyapı, ancak böylesine yüksek bir güç şarjını alabilen bir pil ile birleştirildiğinde etkilidir. Bu nedenle, araçlarda hızlı şarj olan ve "10C" ye kadar çalışabilen lityum titanat oksit (LTO) piller bulunur. 10C, bir pilin ne kadar hızlı şarj edilip boşaltılabileceğinin standart bir ölçüsü olan C oranını ifade eder. C oranı ne kadar yüksekse, şarj veya deşarj o kadar hızlıdır. Bu oran, ABB için önemli bir farklılaştırıcıdır: Büyük bir pil yalnızca programı etkilemeden şarj edilip boşalırsa faydalıdır.
Cenevre ve Nantes otobüslerinin sahip olduğu diğer bir ortak nokta, otobüsün şarj cihazına 1 saniyeden kısa sürede bağlanmasını sağlayan hızlı çalışan bir pantograftır. Pantografın bir şarj noktasına yaklaşırken önceden konuşlandırılması ve şarj baraları ile otomatik hizalama, sürücülerin şarj ünitesine herhangi bir şekilde yaklaşmalarına imkan tanır. Kazanılan her şarj saniyesi, rota boyunca gereken hızlı şarj noktalarının yanı sıra terminalde şarj etmek için gereken süreyi azaltmaya yardımcı olur. Bu tasarruflar, hat operatörüne daha fazla esneklik, yoğun dönemlerde tarife kurtarma süreleri ve yaygın araç batarya boyutları sayesinde herhangi bir otobüsü herhangi bir hatta yeniden yönlendirme ve yeni talebi kolayca karşılama yeteneği sağlar.
Sistemi anlamak
İsviçre'deki Cenevre ve Fransa’daki Nantes şehirleri, elektrikli otobüs şarjı ile ilgili sistemi çözmüş durumda. Her iki belediye de araç sayısını optimize eden ve şarj imkanlarından en iyi şekilde yararlanan bir elektrikli otobüs sistemi uyguladı. Her iki şehir de farklı işletim gerçekliklerine ve farklı elektrik şebekeleri sistemlerine sahip olduğundan, seçtikleri sistemler de bu yerel kısıtlamalara uygun olarak aynı şekilde farklıdır. Bu farklılıklardan bağımsız olarak, her ikisinin de paylaştığı temel unsurlar vardır.
Örneğin, iki şehir yalnızca hat başı/sonu ve garajlarda bulunan şarj imkanlarına değil, aynı zamanda yolcuların iniş ve biniş esnasında rota üzerindeki diğer şarj noktalarını da kullanıyorlar. Güzergah boyunca seçilen duraklarda şarj etme. Biz buna yol üstü şarjı diyoruz. Bu şarj;
- Pillerin yüksek şarj durumunda tutulmasını sağlar.
- Uzun şarj sürelerine olan ihtiyacı azaltır.
- Derin deşarjları önleyerek pil ömrünü uzatır.
Araç trafiğin yoğun olduğu dönemlerde, enerjisinin çoğunu rota üzerindeki duraklardan alırken, yoğun olmayan çalışma sırasında ise çoğunlukla hat başı/sonu terminallerinden alıyor.
Programa uymak
Doğru batarya şarj metodunu seçmek, elektrikli otobüs maliyetlerini düşük tutar. Garaj şarj stratejileri, yolcu kapasitesini azaltan daha büyük, daha maliyetli bataryalar gerektirir. Yol üstü şarj stratejileri, bekleme sürelerini olumlu etkiler ve tarifeye uyulabilmesi için daha fazla araç ve daha fazla altyapı gerektirir. Sahip olma maliyetini düşük tutarken zaman çizelgelerini yerine getirme ve yolculara bağlılığı yoğun dönemlerde, zorlu hava koşullarında vb. yerine getirmenin en iyi yolu, Cenevre ve Nantes te yapıldığı gibi, bekleme süresinden daha hızlı ve mümkün olduğunca sık şarj etmektir.
Elektrikli otobüsler söz konusu olduğunda, odaklanma menzilde değil programa bağlı kalmakta olmalıdır. Yeniden şarj akıllıca yapılırsa, bir elektrikli otobüs ağı yalnızca düşük bir toplam sahip olma maliyetiyle değil, aynı zamanda herkes için yararlı olan çevre dostu kimlik bilgileriyle de çalıştırılabilir.
