Elektromos autóKörnyezetvédelem
Elektromos töltőoszlopok telepítése
2012/7-8. lapszám | Suhajda Gábor | 12 621 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Bár manapság még több elektromos töltőpont található az országban, mint magántulajdonban lévő elektromos autó, ez a helyzet néhány éven belül jelentősen megváltozik, így talán nem utópisztikus az az elgondolás sem, hogy néhány év múlva a villanyszerelők rutinszerű tevékenységei közé fog tartozni az elektromos töltőoszlopok telepítése is.
A Pike Research piackutató cég előrejelzése alapján globálisan a jelenlegi 114 000-ről 5,2 millióra nő az elektromos autók száma 2017-ig, az ezzel párhuzamosan kiépülő infrastruktúra pedig több milliárd dolláros üzletet jelent. Az elektromos autózás elterjedése csak akkor lehetséges, ha a töltőinfrastruktúra is kiépül, és a váltakozó áramú megoldás helyett ultragyors egyenáramú töltőt alkalmaznak, amely az előbbi nyolc órás töltési idővel szemben mindössze 15-30 perc alatt képes menetkészre feltölteni egy elektromos autó akkumulátorát.
Idén áprilisban helyezték üzembe Budapest első ultragyors töltőállomását, amelynek elektronikai egységeit Magyarországon gyártották. Ez jelentős lépés a hazai elektromos autózás területén, és egyben mérföldkő a gyorstöltő-hálózat kiépítéséhez is. A projektben alkalmazott egyenáramú gyorstöltő-technológia már 18 országban bizonyított. áttörés előtt? Annak ellenére, hogy Magyarországon megtörténtek az első lépések az elektromos autók elterjesztésére, várhatóan az átlagos európai mennyiséget is nehezen közelítjük meg az évtized végére. Míg pl. Németországban a 20 százalékos arány elérését sem tartják túlzónak, addig Magyarországon 2020-ra az óvatos becslések szerint sem haladja majd meg az elektromos autók részaránya a 0,7-1,2 százalékot a teljes járműparkon belül. Mindez 3,8 milliós járműparkot feltételezve körülbelül 45 ezer villanyautó forgalomba állását jelentheti az évtized végére.
Az elterjedés egyetlen jelentős infrastrukturális feltétele a töltőállomás-hálózat kiépítése. A tapasztalatok szerint minden elektromos autó után kb. 1-2 AC töltőállomást kell létrehozni a kényelmes használat érdekében. Ez a pesszimista várakozások szerint is jóval több mint 40 ezer töltőállomást jelent. A töltőállomások mintegy 60%-ának a fogyasztó lakásánál kell létesülnie, célszerűségből például az éjszakai töltés érdekében. Amíg nem épül megfelelő mennyiségű „áramkút”, addig nem lehet az elektromos autók terjedésére sem számítani, a másik oldalon azonban vélhetően kevés társaság vág bele tömeges telepítésbe, amíg az e-járművek száma elhanyagolható.
Egyelőre a járműipar is kivár, a nagy cégek még nem indították be a tömeges termelést, – bár a legtöbb gyártó rendelkezik már elektromos modellel –, azzal együtt, hogy a nagyobb energetikai társaságok, szolgáltatók többsége már indított ilyen projektet, üzembe állítva töltő-állomásokat, illetve e-autóból álló flottát.
Töltési technológiák
Az elektromos autók esetében kétféle töltési technológiát különböztetünk meg: az AC (váltakozó áramú) töltést és a DC (egyenáramú) gyorstöltést. Minden elektromos jármű rendelkezik saját AC töltőberendezéssel, amelynek segítségével otthon, egy hálózati dugaszolóaljzatról is feltölthető az akkumulátora. Ez esetben egy körülbelül 3 kW teljesítményű, váltakozó áramú (Schuko csatlakozón keresztüli) töltésről beszélünk, amely egy jellemzően 24 kWh akkumulátor esetében 8 órás töltési időt igényel. Ilyenkor a töltést az autóba beépített fedélzeti töltő vezérli, és szükség van a folyamathoz egy olyan töltőkábelre, amely – a kábelbe beépített – elektronikus vezérlés (ICCB – In Cable Control-Box) segítségével lekorlátozza az áramfelvételt, megakadályozva az otthoni hálózat túlterhelését. Ez a kábel az összes, ma kereskedelmi forgalomban elérhető elektromos autónak szériafelszereltsége.
Lehetséges a 3 kW-osnál nagyobb teljesítményű AC töltést is használni (11, illetve 22 kW-os váltakozó áramú teljesítménnyel), azonban ebben az esetben már szükség van egy töltési folyamatot szabályozó berendezésre, egy különálló töltőoszlopra. A töltés így 2-es típusú Mennekes csatlakozón keresztül történik, de jelen pillanatban nincsen olyan elektromos autótípus, amely a 11 kW-os, illetve 22 kW-os töltési lehetőséget támogatná.
A másik technológiai irány a DC (egyenáramú) töltés, amelyet ultragyors vagy villámtöltésnek is neveznek. Egy DC gyorstöltő állomáson sokkal gyorsabban tölthetjük fel az autó akkumulátorát, akár 15-20 perc alatt 80%-os töltöttségre, ami a hagyományos AC töltés 8 órás töltési idejénél lényegesen gyorsabb. Ma az egyedüli elfogadott szabvány a gyorstöltési technológiában a japán CHAdeMO. Jellemzően itt maximum 120 A-es 500 V DC egyenáramú töltésről beszélünk, azaz a szabvány szerinti legnagyobb átvihető teljesítmény kb. 50 kW. Mivel DC töltés esetén a töltőberendezés nem a járműben foglal helyet, ezért szükség van infrastrukturális beruházásokra, azaz töltőállomá-sok telepítésére. Egy kísérlet bebizonyította, hogy a DC gyorstöltő telepítésével jelentősen növekszik az elektromos járművek használata. Azóta Japánban több mint 1000 db DC gyorstöltő állomást telepítettek, és több mint 20 000 db CHAdeMO szabványnak megfelelő elektromos járművet adtak el.
DC gyorstöltők
A ma elérhető legmodernebb DC gyorstöltők 1 db 50 kW teljesítményű kimenettel rendelkeznek. Az önállóan telepíthető, költség-hatékony megoldás főleg kisebb járműflotta-tulajdonosok, kis- és középvállalkozások részére lehet hasznos. A készülékben a teljesítményelektronika és a töltőfej egy szekrényben van elhelyezve. Létezik olyan típusú gyorstöltő is, amely 2 db 50 kW-os töltőfejjel rendelkezik, ezért két elektromos jármű egyidejű DC gyorstöltésére alkalmazható.
A teljesítményelektronikai egység a gyorstöltő fejtől távolabb is, 20 méteres távolságon belül telepíthető. A gyorstöltők lehetséges telepítési pontjai olyan helyek, ahol az emberek legalább fél órát töltenek el: benzinkút-hálózatok, éttermek, bevásárlóközpontok stb. Az intelligens csatlakozású töltőberendezések kényelmes töltésre vannak kialakítva. Kb. 20 kW-os teljesítménnyel, maximum 50 A-es 500 V DC egyenárammal 30-120 percen belül teljesen feltöltik a járművet, miközben annak vezetője bevásárol, sportol vagy éppen dolgozik.
Az állomásokon a fizetés többféleképpen történhet: mobiltelefonnal (sms-ben, okostelefonnal, előfizetéssel), RFID kártyás azonosítással tagsági díj ellenében és direkt kapcsolattal. A töltőállomások és a központi irányító szerver közötti kommunikáció az Open Charge Point Protocol (OCPP) alapértelmezett nemzetközi szabványú nyílt protokollon keresztül történik, amely kifejezetten elektromos járművek DC gyorstöltéséhez lett kifejlesztve.
Engedélyezés
Elektromos töltőállomás telepítéséhez két engedélyt szükséges beszereznünk: az egyiket a hálózati csatlakozásról, a másikat az önkormányzati hozzájárulásról. Az elsőt a helyi áramszolgáltatóval kell megkötnünk, amennyiben már tudjuk, hogy hova mekkora kapacitásra volna szükség. A bejelentést követően az áramszolgáltató köteles megvizsgálni a helyszínt, és ajánlatot adni.
Hálózati csatlakozási engedély akkor szükséges, amikor hálózatfejlesztéssel lehet elérni a töltési teljesítményhez szükséges energiát, például a DC töltéshez szükséges 50 vagy akár 100 kW-os teljesítményigényre történő hálózatbővítést. A másik hozzájárulást az önkormányzattól, mint tulajdonostól kell kérni, ha közterületen kerül telepítésre a töltő. Ebben az esetben egy széles körű tervdokumentációt kell készíteni.
Telepítés
Az elektromos autók elterjedésében, valamint a töltőhálózat bővülésében érdekelt cégek némelyike „kulcsrakész” megoldást ajánl mind az AC töltők, mind a DC töltők telepítése esetén. Ez jellemzően tartalmazza a gyorstöltő üzembe helyezését a helyszínen, betonalapra helyezését, a rendszer ellenőrzését a szállítás után, telepítés utáni működési próbákat, működőképes állapot megvalósítását, működőképesség ellenőrzését és biztonsági tesztelését, SAT (Site Acceptance Test) teszteket, jegyzőkönyvek készítését.
A telepítés során a fentieken túlmenően számolni kell a töltő tervezési, engedélyezési költségeivel (energiaátviteli hálózat, irányítástechnikai hálózat, hatósági engedélyek stb.), az erősáramú csatlakoztatás díjával, az internet-csatlakoztatás költségeivel és a hitelesített elszámolási fogyasztásmérés kialakításával.
E-mobilitáse-töltőElektromos autó
