Elektrikli araç şarj istasyonu

Elektrikli araç şarj istasyonu (Elektrikli araç şarj noktası veya EVSE) tüm tam elektrikli (BEV) ve plug-in hibrit (PHEV) araçları şarj etmek için elektrik enerjisini kullanan cihazlardır. Bu istasyonlar, araçlar için çeşitli elektrikli şarj konektörü standartlarına uyan özel konektörler sağlar. Günümüzde sürekli gelişen teknolojilerle birlikte alternatif yakıtlar ile enerji ihtiyacını sağlayan elektrikli araçların çeşidi ve üretimi arttı. Yenilenebilir enerjinin önem kazanması, karbon emisyonu düşük sistemlere ilginin artması ve elektrikli araçlardaki batarya teknolojilerinin gelişimi beraberinde elektrikli araca olan güveni ve ilgiyi artırdı. Elektrikli araçların yaygınlaşması ile elektrikli araç şarj istasyonları da dünya geneline yayılmaya başladı. Şarj istasyonlarına olan talep arttıkça, daha yüksek voltaj ve akımlarda daha hızlı şarjı destekleyen ekipmana daha fazla ihtiyaç duyuluyor. Küresel olarak, elektrikli araç şarjı için halka açık şarj istasyonları sistemi artmakta ve enerji sektöründe bu altyapıları sağlamak adına çalışmalar geliştirilmektedir.

2030 yılına kadar çoğu hafif hizmet aracı olmak üzere, Dünya'da 228 milyon elektrikli araç bulunacağı öngörülüyor.

Tarihçe

İlk elektrikli araçların icadı 19. yüzyılın son çeyreğinde gerçekleşti. Elektrikli araçlar içten yanmalı araçlardan daha pahalı, daha güçsüz ve menzilinin az olması sebebiyle daha az tercih ediliyordu. Ancak günümüzde fosil yakıtların azalması ve küresel ısınmanın olumsuz etkileri, elektrikli araçlara olan ilgiyi ve ar-ge çalışmalarını artırdı. Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla şarj istasyonlarına olan ihtiyaç da artmaya başladı.

Elektrikli araçlar

Güncel durum

Yakın yıllarda 2 veya 3 tekerli elektrikli araçların yanı sıra elektrikli otobüs ve kamyon üretiminde yaşanan teknolojik gelişmeler ile elektrikli araç pazarının büyümesi önemli derecede hızlandı. 2010 yılında dünya genelindeki toplam elektrikli araç sayısı 17.000 iken, sadece 2019 yılında 2,1 milyon elektrikli araç satışı olmuş ve toplam elektrikli araç sayısı 7,2 milyona ulaşmıştı. Aynı yıl Avrupa elektrikli araç satışlarında %44'lük oranla en hızlı artışı gösteren bölge olurken, Çin'deki elektrikli araç satışlarındaki artış miktarı önceki yıla göre azalarak %3 olmuştur. Öte yandan 2019 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde elektrikli araç satışları %12 azalarak 320.000 ile sınırlı kalmıştır. Bu oranlar doğrultusunda 2019 yılında dünya genelinde satılan araçların %2,6'sının elektrikli olması yeni bir rekora imza atmıştır. 2020 yılının başlarında dünya genelinde devam eden elektrikli araç satışındaki azalış trendinin aksine Avrupa marketi %25 oranında bir artış göstermiştir. Bu artışın sebepleri arasında ülkelerin net sıfır emisyon hedefleri doğrultusunda uyguladıkları katı emisyon politikaları ile araçlarda içten yanmalı motor kullanımından uzaklaşılmaya başlanması gösterilebilir.

2020 yılı sonuna geldiğimizde ise Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından yayınlanan rapora göre toplam elektrikli araç sayısının %47'si Çin'de bulunurken, 100 binin üzerinde elektrikli araca sahip olan ülke sayısı 9.

Araç tipleri

Elektrikli güç aktarma sistemine sahip otomobiller elektrikli araç olarak adlandırılır. Elektrikli araçlar dört ana başlıkta incelenir.

Tamamen Elektrikli Araçlar: Bataryalı elektrikli araç olarak da adlandırılan tamamen elektrikli araçlar, enerji kaynağı olarak batarya kullanılır ve elektrik şebekesinden şarj edilir. Tekerlekleri döndürmek için elektrik motor kullanılır. Egzoz borusu yoktur ve sıfır emisyonlu araçlardır.

Hibrit Elektrikli Araçlar: Hibrit araçlar, hem fosil yakıtlı motor hem de elektrik motorunu kullanan araçlardır. Küçük bir batarya mevcuttur ve bataryanın enerjisi, hızlanma sırasında benzinli motordan ve frenleme sırasında kaybedilen enerjiyi geri kazanan rejeneratif frenleme yoluyla doldurulur.

Plug-in Hibrit Elektrikli Araçlar: Plug-in(Fişli) hibrit elektrikli araçlar, aracı sürmek için hem motor hem de elektrik motoruna sahiptir. Hibrit elektrikli araçlar gibi, bataryalarını rejeneratif frenleme yoluyla şarj edebilirler. Hibrit elektrikli araçlardan çok daha büyük bir bataryaya sahip olmaları ve tamamen elektrikli araçlar gibi elektrik şebekesinden şarj edilebilmesi ile farklılık gösterirler.

Yakıt Pilli Elektrikli Araçlar: Yakıt pilli elektrikli araçlarda enerji, hidrojen ve oksijenin kimyasal tepkimesi sonucu elde edilir. Elde edilen bu enerji bir bataryayı doldurur. Fosil yakıtlı araçlara benzeyen egzoz borusuna sahiptir. Ancak hidrojenle çalışan araçlarda atık olarak sadece su damlası çıkmaktadır. Ayrıca enerji kaynağı olan hidrojeni aracın deposuna doldurmak 2-3 dakika sürmektedir.

Genişletilmiş Menzilli Elektrikli Araçlar: Genişletilmiş menzilli bir elektrikli araç (E-REV) için, bir yardımcı güç ünitesi (APU) genellikle pil paketini şarj etmek için bir yardımcı olarak kullanılır. APU, tek amacı EV'nin birincil pillerini yeniden şarj etmek olan küçük bir içten yanmalı motordur. Menzil genişleticilerle her bir elektrikli araç, gün ortasında şarjın stresi olmadan daha uzun mesafeler kat edebilir ve daha fazla seyahat gerçekleştirebilir.

Elektrikli araç şarj istasyonları

Elektrikli araç şarj işlemi

Araç içerisindeki batarya doğru akım (DC) ile şarj olacağından şebekeden gelen alternatif akımın (AC), DC'ye dönüştürülmesi gerekir. Mod 1, diğer modlar arasında en temel ve basit yaklaşımı sunar. EV'nin direkt olarak AC prize takılarak şarj edilmesi prensibine dayanır. Direkt olarak monofaz bir prize bağlanarak şarj edilmesini tanımlar ve yavaş şarj etme olarak nitelendirilebilir.

Mod 2, Mod 1 ile aynı yöntemdir fakat Mod 1'de bulunan güvenlik sorunları kablo üzerinde bulunan haberleşme adaptörünün topraklama durumunda çalışması prensibiyle geliştirilmiştir. Elektrikli aracın direkt olarak trifaz bir prize bağlanarak şarj edilmesini tanımlar. Fark olarak kablo üzerinde bir adaptör de bulunur. Bu şekilde Mod 1'e göre daha yüksek akım gücü ile şarj edilebilir.

Mod 3, önceki iki moddan farklı olarak Mennekes tipi konnektörle şarj edilmektedir. Araca gerekli olan enerji seviyesi Mennekes konnektöründe yer alan pimler ile istasyona iletilir. Tam iletişim ve güvenlik bağlantısı ile şarj sağlanır. IEC62196 altında tanımlanan Mod3 halka açık alanlarda kullanılır.

Mod 4 ise literatürde DC hızlı şarj olarak geçmektedir. AC'nin DC'ye çevrilerek direkt olarak elektrikli aracın batarya grubuna iletilmesiyle gerçekleşir. Böylece yüksek akımlar ve hızlı şarj imkanı sunar. IEC62196 altında tanımlanan Mod4 de halka açık alanlarda kullanılır.

Lokasyona göre şarj tipleri

Elektrikli araçlar, üzerlerinde bulunan donanıma bağlı olarak 220V ev prizinden, 400V sanayi prizine kadar elektrik sağlanan her yerde doğru ekipmanlar eşliğinde şarj edilebilir. Evlere dahi kurulabilen bu istasyonlar, yollar üzerindeki çeşitli ortak kullanım alanlarında veya kullanıcılarına hizmet sunulan alanlarda bulunabilir.

Bulunulan lokasyona göre şarj alanları seçeneğini konum bilgileri ile sunan PlugShare gibi uygulamalar ücret bilgisi, şarj imkanlarına dair teknik bilgiler gibi farklı filtreler yardımıyla, sürücülerin tercihlerine yönelik en uygun şarj alanlarını seçebilmelerine yardımcı pratik araçlardır.

Lokasyona göre şarj işlemi halka açık alanlar, kısıtlı erişimli alanlar ve özel erişimli alanlar olmak üzere üçe ayrılır.

Halka açık alanlar

Halka açık alanlar, sürücülerin araçlarını şarj kapasitesinin izin verdiğinden daha uzun yollar kat etmek istediklerinde hızlı şarj etme olanakları tanır ve AVM, otoyol, dinlenme tesisi, otoparklar ve oteller gibi halka açık alanlarda Mod 3 ve Mod 4 şarj olarak bulunur.

Kısıtlı erişimli alanlar

Kısıtlı erişimli alanlar ise ofis binaları, siteler, otopark alanları gibi hizmet noktalarına girişin kısıtlı olduğu alanlarda sunulan şarj alanlarıdır.

Özel erişimli alanlar

Bireylerin evlerindeki herhangi bir elektrikli cihazdan farksız bir kullanım sunan, sahip oldukları elektrik hizmeti aboneliklerine bağlı olarak elektrik iletimi gerçekleştirerek araçlarını şarj etmek için kullandıkları bireysel şarj ünitelerinin yer aldığı alanlar, özel erişimli alanlar olarak adlandırılır.

Özel şarj istasyonları, özel alanlarda bulunur ve yalnızca istasyonun sahibi veya seçilen bir grup(şirket çalışanları,site sakinleri, ev sahipleri gibi.) tarafından kullanılabilir. Genellikle bitişik binanın(Cihazın yerleştirildiği bina) mevcut şebeke bağlantısına bağlıdırlar ve tüketilen elektrik normalde bu bağlantının sahibine yüklenir. Bireylerin kendilerine ait alanlarda, herhangi bir elektrikli cihaz şarjına benzer kullanım imkanı sunan şarj ünitelerinin yer aldığı alanlardır.

Şarj teknolojileri

Elektrikli arabalarda şebekeden gelen gücün kullanılmasına alternatif akım (AC), evlerde kullanılan ise pil gücü dediğimiz ise DC akımıdır. Çoğu elektronik cihazda AC akımını DC'ye dönüştüren fişe yerleştirilmiş bir dönüştürücü bulunur. Elektrikli araçlar söz konusu olduğunda, dönüştürücü arabanın içine yerleştirilir, bu dönüştürücü gücü AC'den DC'ye dönüştürür ve arabanın aküsünü besler. Bu, günümüzde elektrikli araçlar için en yaygın şarj yöntemidir ve çoğu şarj cihazı AC gücünü kullanır.

AC şarj ile DC şarj arasındaki fark, AC gücün dönüştürüldüğü yerdir; arabanın içinde veya dışında. AC şarj cihazlarının aksine, bir DC şarj cihazında dönüştürücü, şarj cihazının içinde bulunur. Bu, gücü doğrudan aracın aküsüne besleyebileceği ve dönüştürmek için yerleşik şarj cihazına ihtiyaç duymadığı anlamına gelir.

IEC 61851'e göre standartlaştırılan şarj istasyonları, otomotiv standartlarına uygun bir dizi konektörle donatıldı. Genel olarak, çıkış gücüne ve bir EV veya PHEV pilini şarj etmek için üç ana EV şarj türü var.

Kablosuz şarj

Günümüzde gelişen teknolojilerle birlikte enerji ihtiyacı da artmaktadır. Artan bu enerji ihtiyacı kullanıcıları şebekeye belirli bir süre bağlamak zorunda bırakıyor. Bu sorunun çözümü olarak geliştirilen kablosuz şarj teknoloji ile kullanıcılara çok önemli 4 özellik sunuluyor: Mekansal özgürlük, çoklu cihaz şarj etme, malzeme üzerinden şarj, düşük ve yüksek güçlerde şarj.

Kablosuz şarj (Endüktif şarj) bir tür kablosuz güç aktarımıdır. Taşınabilir cihazlara elektrik sağlamak için elektromanyetik indüksiyon kullanır. Endüktif şarj, araçlarda, elektrikli aletlerde, elektrikli diş fırçalarında ve tıbbi cihazlarda da kullanılır. Taşınabilir ekipman, tam olarak hizalanmasına veya bir yuva veya prizle elektriksel temas kurmasına gerek kalmadan bir şarj istasyonunun yakınına yerleştirilebilir.

Şarj hızları ve süresi

Aracın batarya kapasitesinin(kWh) şarj gücüne(kW) bölünmesi tam şarj için gereken süreyi verir. Elektrikli araçların şarj süresi temel olarak iki faktöre dayanır: Güç kaynağı ve aracın şarj kapasitesi. Şarj için gereken süre bu faktörlere bağlı olarak 30 dakika gibi kısa olabilirken 12 saatten daha uzun da sürebilir. Tipik bir elektrikli aracın 60kWh kapasiteli bataryasını 7 kW'lık şarj noktasında 8 saat civarında %0 - %80 arasında dolu hale gelir.

Elektrikli araç şarjının üç temel tipi var: Yavaş, Hızlı, Ultra Hızlı.

Yavaş şarj, 3-6 kW arasında gerçekleşir. En yaygın yavaş şarj 3.6 kW ile yapılır ve 6-12 saat arasında sürer. Yavaş şarj üniteleri “bağlanmamış” olarak adlandırılır, arabayı şarj noktasına bağlamak için kabloya ihtiyaç vardır. Yavaş şarj, geceleri evde şarj için sıkça kullanılan bir metoddur. İşyeri ve halka açık noktalarda da bulunabilir fakat uzun şarj süresi sebebi ile ev dışı yerlerde daha az yaygındır.

Hızlı şarj, 7 kW veya 22 kW'ta gerçekleşen, araç bataryasına göre 1-2 veya 4-6 saat sürebilen şarjdır. Otoparklar, süpermarketler, eğlence merkezleri gibi bir saatten daha fazla park edilen yerlerde bulunur.

Ultra hızlı şarj cihazları, bir aracı mümkün olan en hızlı sürede şarj etmek için yüksek güçlü(50 kW) bir doğrudan veya alternatif akım kullanır. Araç bataryasına göre bataryanın %80'ini 20 dakika ile 1 saat arasında doldurabilir. Çok büyük miktarda güç kullandıkları için evde kullanım açısından pek uygun değildir, onun yerine otoyol servis istasyonları ve halka açık şarj noktalarında bulunur.

İstasyon ve altyapı teknik özellikleri

Elektrikli araç şarj istasyonlarının temel belli özellikleri taşıması gerekir. Bunlar çıkış gerilimi, güç seviyesi, çalışma frekansı, giriş ve darbe koruması, donanım ve yazılım altyapısı vb. özellikler olmakla birlikte AC-DC yapısı kapsamında mevzuatlar ve protokoller tarafından tanımlıdır. Elektrikli araç şarj istasyon sistemi, elektrik enerjisi alt yapısı ve tesisatı ile başlayan, araçlara enerji akışını ve kontrolünü gerçekleştiren üniteler ve bunların haberleşme altyapısı ile neticelenen bir yapıdır. Bazı firmalar sattıkları veya kiraladıkları araçlar için müşterilerine şarj istasyonu imkânı sağlamaktadır. Elektrikli araçlar mevcut teknolojiler kapsamında 2 şekilde şarj edilebilmektedir. Bunlar alternatif akım yöntemini kullanan AC(alternatif akım) tipi şarj üniteleri ve doğru akımı kullanan DC(doğru akım) tipi şarj üniteleridir.

2030 yılına kadar çoğu hafif hizmet aracı olmak üzere, 228 milyon elektrikli araç stoku(iki ve üç tekerlekli araçlar hariç) öngörülüyor. Bu kapsamda elektrikli araç sayısının 2030 yılına kadar artmasıyla, şarj istasyonlarının sayısının artması ve buna bağlı altyapı ihtiyaçlarının oluşması öngörülmektedir. Önümüzdeki yıllarda şarj altyapısının gerçek anlamda yayılması, ülkelerin ve bölgelerin kamusal alanlarda şarj altyapılarına ilişkin stratejilerine ve politikalarına bağlı olacaktır.

Standartlar ve güvenlik

Elektrikli araç şarj istasyonları için mevzuatları iki teknoloji başlığı altında incelenebilir. Bunlar AC(alternatif akım) tipi ve DC(doğru akım) tipi olmak üzere ikiye ayrılıyor. AC için Avrupa'da IEC 62196-2 ve ABD'de SAE J1772 standartlarını, DC için ise Uzakdoğu ve Japonya'da CHAdeMO ile Avrupa'da CCS Combo ve IEC 62196-2 standartlarını görmek mümkün. Elektrikli araç Şarj İstasyonları ve Altyapı ekipmanı tesisatı için geçerli olan birincil güvenlik kodları ve standartları, Ulusal Elektrik Yasası (NEC) ve İş Güvenliği ve Sağlık İdaresi(OSHA) ve Ulusal Olarak Tanınan Test Laboratuvarları (NRTL) ağı tarafından oluşturulmuştur. Avrupa Birliğinde şarj istasyonlarına ilişkin temel düzenlemesi 2014/94 sayılı Alternatif Yakıt Altyapıları Yönergesi'dir.

En kapsamlı hali ile standartları şu şekilde sıralayabiliriz:

• IEC 61439-7: 2018 - Düşük voltajlı anahtarlama ve kontrol tertibatları - Bölüm 7: Marinalar, kamp alanları, pazar meydanları, elektrikli araç şarj istasyonları gibi özel uygulamalar için montajlar
• IEC 60038: 2009 - IEC standart voltajları
• IEC 61000-4-4: 2012 RLV - Elektromanyetik uyumluluk (EMC) - Bölüm 4-4: Test ve ölçüm teknikleri - Elektriksel hızlı geçici / patlama bağışıklık testi
• IEC 61000-4-5: 2014 + AMD1: 2017 CSV - Elektromanyetik uyumluluk (EMC) - Bölüm 4-5: Test ve ölçüm teknikleri - Dalgalanma bağışıklık testi
• IEC 61000-4-6: 2013 - Elektromanyetik uyumluluk (EMC) - Bölüm 4-6: Test ve ölçüm teknikleri - Radyo frekansı alanlarının neden olduğu iletilen bozulmalara karşı bağışıklık.
• IEC 61000-4-11: 2020 RLV - Elektromanyetik uyumluluk (EMC) - Bölüm 4-11: Test ve ölçüm teknikleri - Faz başına 16 A'ya kadar giriş akımına sahip ekipman için voltaj düşüşleri, kısa kesintiler ve voltaj değişimleri bağışıklık testleri
• IEC 61557-8: 2014 - 1000 V a.c.'ye kadar alçak gerilim dağıtım sistemlerinde elektriksel güvenlik ve 1500 V d.c. - Koruyucu önlemlerin test edilmesi, ölçülmesi veya izlenmesi için ekipman - Bölüm 8: BT sistemleri için yalıtım izleme cihazları
• IEC 61000-6-1: 2016 RLV - Elektromanyetik uyumluluk (EMC) - Bölüm 6-1: Genel standartlar - Konut, ticari ve hafif sanayi ortamları için bağışıklık standardı
• IEC 60529: 1989 + AMD1: 1999 + AMD2: 2013 CSV - Muhafazalar tarafından sağlanan koruma dereceleri (IP Kodu)
• IEC 60364-7-722: 2018 - Düşük voltajlı elektrik tesisatları - Bölüm 7-722: Özel kurulumlar veya konumlar için gereksinimler - Elektrikli araçlar için malzemeler
• IEC 62196: Fişler, prizler, araç kuplörleri ve araç girişleri
• IEC 61851-1: 2017 - Elektrikli araç iletken şarj sistemi - Bölüm 1: Genel gereksinimler
• ISO 17409: 2015 - Elektrikle çalışan karayolu taşıtları - Harici bir elektrik güç kaynağına bağlantı - Güvenlik gereksinimleri
• ISO 6469-1:2019 - Elektrikle çalışan karayolu taşıtları - Güvenlik özellikleri
• ISO 18246: 2015 - Elektrikli Mopedler ve Motosikletler İletken Şarj
• DIN EN 50160 - Genel elektrik şebekelerinden sağlanan elektriğin voltaj özellikleri
• SAE J1772 - Elektrikli Araç ve Fişli Hibrit Elektrikli Araç İletken Şarj Bağlayıcısı
• SAE J1766 - Elektrikli, Yakıt Hücreli ve Hibrit Elektrikli Araç Çarpışma Bütünlüğü Testi için Önerilen Uygulama
• Noise TA

Şarj istasyonu örnekleri ve mevcut durum

Günümüzde sürdürülebilirlik kavramının önemi her geçen gün artıyor. Bu nedenle elektrikli araç sektöründe, elektrikli araç ve elektrikli araç şarj istasyonu pazarları büyüyor ve birbirlerinden besleniyor. Bir bölgede, şehirde, ülkede bulunan şarj istasyonu ağı ne kadar araç satışlarını etkiliyorsa bölgenin sayıca fazla araç sahibi olması da istasyon ağlarını o bölgelere yöneltiyor. Dünya çapında şarj istasyonu pazarı The State Grid Corporation of China, ABB, Siemens, Qingdao Tgood Electric Co., Ltd, Autel ve Tesla Inc. gibi şirketler tarafından yönetiliyor.

Asya/Pasifik

Çin'deki vergi teşviki politikaları elektrikli araç satışlarında %53'lük bir artışa sebep oldu (ABD'deki satışların neredeyse 4 katı) Çin elektrikli araçlar ve istasyonlar için önde gelen pazarlarda yer alıyor, ülkede yaklaşık 210.000 kadar şarj cihazı bulunuyor. Buna karşılık Yeni Zelanda'da ise halka açık yaklaşık 370 elektrikli araç şarj cihazı var. Asya Pasifik'teki pazarın, şarj istasyonları açısından en büyük pazar olacağı tahmin ediliyor.

Avrupa

2020 yılında, Avrupa'da elektrikli araçlar için yaklaşık 285.800 halka açık şarj istasyonu vardı. Avrupa genelinde en yüksek istasyon sayısı Norveç'te bulunuyor. Hollanda'da elektrikli araçlara olan talep, hızlı şarj istasyonlarına olan taleple birlikte artıyor. Şu anda Hollanda yollarında neredeyse yarım milyon plug-in elektrikli araba bulunuyor. Belçika'da ise 400'ü hızlı şarj olmak üzere toplam 7500 istasyon olduğu biliniyor. Avrupa Alternatif Yakıtlar Gözlemevi'nin 2020 verilerine göre en çok halka açık şarj noktasına sahip ilk 5 ülke ise sırasıyla; Hollanda, Fransa, Almanya, İsveç ve İtalya

Hollanda, elektrikli araç politikasına yönelik ileri görüşlü yaklaşımı ve çok sayıda elektrikli araç şarj cihazı ile tanınır. Dünyada 100 km'de en yüksek halka açık şarj noktası ve elektrikli araç oranına sahip. Teşvik politikaları o kadar başarılı ki, elektrikli otomobil sahipliği artık dizel veya benzinli araca sahip olmakla aynı maliyete sahip. Ayrıca Hollanda Şarj Altyapısı Bilgi Platformu, şehirleri ve bölgeleri şarj altyapısıyla ilgili soruları ile desteklemektedir. Platformun şehirlere nasıl yardımcı olduğu ve hangi derslerin alındığı konusunda bilgi verilmektedir.

Fransa, elektrifikasyona olan bağlılığıyla tanınıyor. Mevcut Başkan Emmanuel Macron, geçtiğimiz günlerde yerel otomobil endüstrisi için 8 milyar € 'luk bir kurtarma planını duyurdu ve önümüzdeki yıl 100.000'den fazla kamusal şarj noktasına sahip olmayı, 2025 yılına kadar yılda 1 milyon elektrikli araç üretme ve yakın gelecekteki kullanım oranlarını artırma hedefini belirledi. Bu hedeflere ulaşmak için, 1,3 milyar Euro tutarında teşvik ayrıldı.

E-Mobilitat Şarj İstasyonu, Almanya

Almanya ise 2030 yılına kadar 10 milyon elektrikli araca ve 1 milyon şarj istasyonuna sahip olmayı hedeflerken Avrupa'daki en cömert Elektrikli Araç teşviklerinden bazılarını sunuyor. Bu yaz COVID-19 sonrası 130 milyar €'lık teşvik paketi, güçlendirme için önemli miktarda fon içeriyor. BDEW tahminlerine göre Almanya'da 240.000 yalnızca pil içeren elektrikli araçlar (BEV) ve 200.000 takılabilir hibrit (PHEV) kayıtlı, PHEV'ler genellikle% 50'nin altında elektrik kullanıyor. Altı ayda bir yapılan BDEW anketine göre, kamu kuruluşları,% 10'u hızlı şarj olan halka açık şarj istasyonlarının% 80'ini işletiyor.

İsveç, elektrikli araçların hakimiyeti söz konusu olduğunda komşusu Norveç'i yakalamak istiyor. Elektrikli araç teşvik programını geçen yıl içinde yeni alıcılar için büyük hibeleri içerecek şekilde değiştirmesi büyük bir kazanç sağladı. COVID-19 krizine ve bunun sonucunda toplam otomobil satışlarındaki düşüşe rağmen, İsveç'in elektrikli araç pazar payı% 20'de kalmayı başardı.Bu yıl, şebeke kapasitesini artırmak için bir akü depolama tesisi geliştiren iki yıllık bir projeye başladılar. Bu, hükûmetin 2045 yılına kadar karbon nötr olma hedefine ulaşmak için, İsveç'in önümüzdeki on yılın sonuna kadar elektrikli araç kullanımını 70.000'den 2.5 milyon takılabilir hibrit ve elektrikli araca çıkarması gerektiği anlamına geliyor. En önemlisi, bunu, bu tür araçların, şebekeden güç almak yerine, şebekeyi dengelemeye ve oturtmaya yardımcı olacak şekilde uygulaması gerekiyor.

İtalya daha önceleri elektrifikasyon konusunda oldukça rahat davranırken, 2019'da 60 milyon € ve 2020 ve 2021'de 70 milyon € 'yu elektrikli veya çok düşük emisyonlu hibrit araçlar ve Elektrikli Araç şarjı sübvansiyonlarına ayıracak bir 'Eko-Bonus' programını Mayıs 2019'da onayladı. Eco-Bonus programı, 2050 yılına kadar net emisyonları sıfıra indirmeyi hedefliyor ve elektrikli araçların 2035 veya daha erken bir tarihte benzinli veya dizel araçların yerini almasını şart koşuyor. COVID-19 sonrası ekonomik toparlanmayı teşvik etmek amacıyla Ağustos - Aralık 2020 arasında mevcut teşvikleri% 50 artıracak yeni bir yasa tasarısı yayınlandı.

Norveç, 1990'lardan beri Elektrikli Araçları teşvik etme konusundaki uzun süredir devam eden taahhüdü nedeniyle Avrupa'da elektrikli araçlar yarışına liderlik ediyor. 2020 yılına kadar yolda 100.000 elektrikli araç bulundurmayı planlayan orijinal bir planla, Norveç bu sayıyı 2018'de aştı. Gerçekten de, Mart 2019'da Norveç'te satılan tüm yeni arabaların neredeyse% 60'ı tamamen elektrikle çalışıyordu. İlginç bir şekilde, ülkenin teşvik programı, elektrikli araçlar ve elektrikli taşıt şarj cihazları için pek çok sübvansiyon içermiyor, bunun yerine aşağıda göreceğimiz gibi, kamu tarafından yönetilen elektrikli araç şarj altyapısına vergi indirimleri ve ağır yatırımlar sunuyor.

İngiltere, hem resmi bir Sıfır Emisyonlu Araçlar Ofisi (OZEV) hem de Sıfıra Giden Yol stratejisi adı verilen bir elektrifikasyon stratejisi ile elektrifikasyon için kapsamlı bir stratejiye sahip birkaç hükûmetten biridir. Hem OZEV hem de strateji üzerinde çalışan diğer hükûmet birimleri, ticari araçlar, toplu taşıma, şarj altyapısı ve daha fazlasını kapsayan politikalar kullanarak fosille çalışan araçların satışını 2040 yılına kadar durdurmayı hedefliyor. Road to Zero, düşük emisyonlu araçların kullanımını artırmaya adanmış 290 milyon sterlinlik bir bütçeye sahip. Eylül 2019 itibarıyla İngiltere hükûmeti, önümüzdeki yıllarda "daha temiz ve daha sağlıklı bir gelecek için yeşil teknolojilere" 500 milyon £ daha yatırım yapılacağını duyurdu. Bu, fonun yarısını (200 milyon £) ödeyecek özel sektör ortakları tarafından ticari olarak yönetilen ve yatırım yapılan yeni bir 400 milyon £ 'luk Şarj Altyapısı Yatırım fonunu içerir. İngiltere hükûmeti ve otomobil şirketi Masdar tarafından sağlanan 70 milyon sterlinlik ilk yatırım, 2024 yılına kadar Birleşik Krallık'taki hızlı şarj noktalarının sayısını iki katından fazla artırarak 3.000 yeni hızlı şarj noktası oluşturmaya gidecek.

İspanya, ilk alternatif hareketlilik teşvik programını 2017'de başlattı ve elektrikli araç yarışındaki yerini ancak güçlendirebiliyor. 2019'da İspanyol Alternatif Hareketlilik programı - MOVES - 45 milyon avroluk bir bütçe ve İspanya'da elektrikli araçları ve şarj altyapısını teşvik etme misyonuyla başlatıldı. Bu yıl, EV'nin benimsenmesini artırmak için önlemleri yenilemek ve genişletmek için iki yeni otomobil planı olan Moves II ve Renove tanıtıldı.

Belçika'da elektrikli araçlarla Norveç kadar yaygın olmasa da 2014'ten elektrikli araç pazarını beri hızla büyütmüştür. Elektrikli araçlar şu anda pazar payının% 10'unun biraz altındadır. Farklı bölgesel hükûmetler, kirletici araçlara yönelik yasaklar ve olumlu elektrikli araç vergilendirme politikaları da dahil olmak üzere bir dizi yeni önlem ve teşvik başlattığından, bu rakam önümüzdeki on yıllarda hızla artacaktır.

Türkiye'de de çevre dostu, enerji tasarruflu, düşük emisyonlu ve aynı zamanda sessiz çalışmaları nedeniyle tercih edilmeye devam ediyor. Türkiye'de 2020'de 23 bini aşkın elektrikli ve hibrit araç satıldı.

Türkiye'de 2021 mart ayı sonundaki verilere göre 312 elektrikli ve 12 bin 402 adet hibrit otomobil satışı yapıldı. Türkiye'de 2021 yılı itibari ile 81 ilde 2000'e yakın şarj istasyonu hizmet veriyor. Türkiye'de TEHAD'ın yaptığı araştırmaya göre 11 firmanın fiilen şarj istasyonu yatırımı bulunuyor. Bu alanda 18 firma ise satış-pazarlama faaliyetlerini sürdürüyor. Türkiye'de elektrikli araç sayısı görünür seviyelere ulaştı, 2011 yılında 500'ün altında elektrikli araç varken, bu sayı 2019 yılında 1126'ya yükseldi. Bununla birlikte şarj istasyonları sayısı 2011 yılında sadece 15 iken 2020 yılında 2000'e yükseldi. Bu sonuçlar da her 2 otomobile 1 şarj ünitesi düştüğünü gösteriyor. 2020 yılının Ocak - Şubat döneminde trafiğe kaydı yapılan 117 bin 234 adet otomobilin %6,8'i elektrikli veya hibrit, Şubat ayı sonu itibarıyla trafiğe kayıtlı 13 milyon 214 bin 599 adet otomobilin ise %0,3'u elektrikli veya hibrit.

SHURA Enerji Dönüşümü Merkezi'nin, Türkiye Ulaştırma Sektörünün Dönüşümü - Elektrikli Araçların Türkiye Dağıtım Şebekesine Etkileri Raporuna göre Türkiye'de şarj altyapıları geliştiren ve sağlayan pek çok şirket bulunuyor. Bunlara örnek olarak, Eşarj, G-Charge (Gersan), Voltrun, Yeşil Güç (Greenway), Zorlu Energy Solutions (ZES) ve ABB istasyon modellerinden bir ya da daha fazlasını ülke genelinde uygulamaya koymuşlardır. Farklı modeller, elektrikli araçları maksimum 8 saat içerisinde şarj etme imkanı sağlayan evde şarj seçenekleri sunuyor. Bazı şirketler 50-kW'lık şarj etme kapasiteli DC bağlantısı ile yarım saatten daha kısa bir sürede şarj edebilen modellere sahip. Bu süre, dünya genelinde mevcut olan hızlı şarj istasyonlarının sunduğu 120 kW'a kadar çıkabilen aralığın en düşük seviyesidir (Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, 2018). Diğer şirketlerin de Türkiye'deki şarj altyapısını genişletme yönünde planları bulunuyor.

Amerika

Tesla Şarj İstasyonu, ABD

Temmuz 2016 itibarıyla, ABD'deki ortalama yoğunluk 1.000 kişi başına kayıtlı 1.51 elektrikli araç iken, California'nın yoğunluğu 1.000 kişi başına 5.83 kayıt oldu. O zamanlar yalnızca Norveç, California'nın kişi başına düşen elektrikli araç konsantrasyonunu 3,69 kat aştı. Aralık 2017 itibarıyla kişi başına düşen ortalama ulusal sahiplik 1.000 kişi başına 2.21 araca yükseldi.

Mart 2021 verilerine göre Amerika'da 41.400 elektrikli araç şarj istasyonu bulunuyor ve bunların 5 binden azı hızlı şarj sistemine sahip. Ayrıca Eylül 2020 itibarıyla bölgede kayıtlı 243 şarj noktasıyla en fazla elektrikli araç şarj istasyonuna sahip Latin Amerika ülkesi Meksika. Bunu sırasıyla 136 ve 117 istasyonla Kosta Rika ve Brezilya izliyor.

Eyaletlere göre dağılıma baktığımızda;

Kaliforniya'nın elektrikli otomobil pazar payı 2016'da yeni araba satışlarının% 3,5'ini oluştururken, ABD alım oranı% 0,90 idi. 2017'de eyaletin pazar payı yaklaşık% 5'e ulaşırken, ulusal pay% 1,1 oldu. Elektrikli araçlar pazar payı 2018'de geleneksel hibritlerin (% 4,2) önünde% 7,8'e yükseldi ve tamamen elektrikli segment, ilk kez geleneksel hibritlere göre daha yüksek bir alım oranına ulaştı. 2020'de Kaliforniya'daki toplam elektrikli araç satışları 1.639.166 adede ulaştı ve bu rakam 2019'dakinden% 21.7 daha az. California Yeni Araba Satıcıları Birliği'ne (CNCDA) göre, plug-in otomobil satışları da azalma daha yüksek pazar payı anlamına geliyor.

Georgia, 2014 ortasına kadar yolda toplam elektrikli araç sayısı açısından Kaliforniya'dan sonra ABD'de ikinci sırada yer aldı. 2014'ün ilk yarısında Georgia, ABD'de en çok satan tamamen elektrikli otomobil pazarı olarak yer aldı.

Atlanta şehri, elektrikli araç sahiplerinin ve işletmelerinde, çok aileli konutlarında veya özel evlerinde elektrikli araç şarjı sağlamak isteyen diğerlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için mevzuatı değerlendiriyor. Öneri, ofis ve konut sahiplerini elektrikli araç şarj cihazları ve ayrılmış park yeri kurmaya teşvik ederek elektrikli bir araca sahip olmanın önündeki büyük bir engeli kaldırmayı hedefliyor. Öneriye göre, her elektrikli araç şarj istasyonu bir park alanı olarak sayılacak ve geliştiriciler ve inşaatçılar için minimum park gereksinimi, sağlanan her şarj istasyonu için bir alan azaltılacak ve minimum park gereksinimlerinde% 10'a varan bir azalma sağlanacak. Şehir ayrıca, elektrikli araç şarj cihazlarını kurma izni almak ve alanları daha belirgin hale getirmek için gereken süreci basitleştirmek istiyor.

Hawaii, elektrikli araçların benimsenmesi açısından, 2013 yılında yeni otomobil satışlarının% 1,21'i ile tümüyle elektrikli otomobillerin en yüksek pazar payına sahip üçüncü eyalet oldu ve 2014'ün ilk yarısında% 1,04 pazar payı ile dördüncü sırada yer aldı. Nisan 2013 ile Mart 2014 arasındaki saf elektrikli otomobil satışlarını hesaba katan Honolulu metropol bölgesi, yeni araba satışlarının% 1,71'i ile Amerika Birleşik Devletleri'nde en çok satan dördüncü BEV metro pazarı olarak yer almaktadır.

New York'taki fişli elektrikli araç stoğu, 2012'nin başlarında 1.000 birimden, 2.014 Eylül ortasına kadar 10.000'in üzerinde takılabilir araca yükseldi. New York eyaleti, 2018 yılına kadar eyaletteki kamuya açık ve işyeri konumlarında 3.000'e kadar elektrikli araç şarj istasyonu kurmayı hedefledi. Eylül 2014 itibarıyla yaklaşık 1.000 şarj istasyonu bulunmaktadır.

Washington, 2020 yılına kadar 50.000 elektrikli veya diğer temiz araca sahip olmayı hedefleyen hükûmet 30 Haziran 2016 itibarıyla, Washington'da kayıtlı 30.701 pilli ve şarj edilebilir elektrikli araba vardı. Washington hükûmeti, bir şarj altyapısı planlayıp inşa ederek Şarj Edilebilir Elektrikli Araç hazır hale gelmek için çalışıyor, elektrikli araç altyapısına yatırım yaparak öncülük ediyor.

Sürdürülebilirlik ve yenilenebilir enerjideki yeri

Tarihsel olarak benzin ve dizel, araç yakıtı olarak uzun süredir kullanılıyor ancak petrol arzındaki düşüş ve istikrarsız petrol fiyatları insanları bir süredir alternatif enerji kaynakları bulmaya yönlendirdi. Alternatif enerji çözümleri, daha az karbon salımı, daha az kirlilik ve daha fazla enerji çeşitliliği anlamına geliyor. Biyoyakıt, doğalgaz, hidrojen, sıvılaştırılmış petrol gazı, elektrik ve sıkıştırılmış hava gibi alternatif enerji kaynakları, geleneksel yakıtlarla karşılaştırıldığında, çevresel etkide pozitif üstünlüğe sahip. Ayrıca günümüzde önemi artan enerji güvenliği, iklim değişikliği gibi nedenlerden dolayı yenilenebilir enerji dikkatleri üzerine çekiyor.

Hollanda'daki Exeter, Nijmegen ve Cambridge üniversitelerinde yapılan yeni araştırma, dünyanın% 95'inde iklim için elektrikli araba kullanmanın benzinli araba kullanmaktan daha iyi olduğunu ve ülkeler temiz elektriğe geçtikçe, elektrikli arabalara yönelik ilginin artacağını gösteriyor. Bu çalışma, 2050'de dünya sokaklarındaki her iki arabanın elektrikli olabileceğini öngörüyor. Küresel CO2 emisyonlarını yılda 1,5 gigatona kadar azaltması anlamına geliyor, bu Rusya'nın mevcut toplam CO2 emisyonlarına eşdeğer. Geleneksel benzinli ve dizel araçlardan elektrikli araçlara geçiş, Paris Antlaşması hedeflerini gerçekleştirmede önemli bir role sahip.

Plug-in elektrikli araçlar (PEV'ler), araç pazarının nispeten yeni ancak büyüyen bir bölümündedirler. Yerli, güvenilir bir yakıt kaynağıyla çalışırlar ve sera gazı emisyonlarını azaltabilir ve yerel hava kalitesini iyileştirebilirler. Verimli elektrik motorları kullanarak ve daha fazla yenilenebilir enerji kullanan bir şebekeye bağlanarak, PEV'ler sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltma potansiyeline sahipler. Elektrikli araçlar yenilenebilir enerji kullanılarak şarj edilirse karbon emisyonu çok daha aza indirgenebilir ya da ortadan kaldırılabilir. Yenilenebilir enerji ile elektrikli araçları şarj etmek yenilenebilir enerji gelişimini destekler ve karbon ayak izini de azaltır.

İlgili teknolojiler

Güneş enerjisi şarj istasyonu

Elektrikli araç şarj süreçlerini etkileyen önemli parametrelerden birisi de şarj istasyonlarında bulunan fiş tipleridir. Bugün dünyada 5 farklı tip fiş elektrikli şarj istasyonlarında kullanılmaktadır. Bunlar; 7.4 kw'a (230 V, 32 A) kadar güç seviyelerinin şarj edilmesini sağlayan tip 1 fiş, özel alanlarda, 22 kw'a kadar şarj gücü seviyeleri yaygınken, kamusal şarj istasyonlarında 43 kw'a (400 V, 63 A, AC) kadar şarj gücü seviyeleri kullanılabilme imkanı sağlayan tip 2 fiş, hızlı şarj amacıyla iki ek güç kontağı ile tip 2 fişin geliştirilmiş bir versiyonu olan ve 170 kw'a kadar AC ve DC şarj güç seviyelerini (alternatif ve doğru akım şarj güç seviyeleri) destekleyen CCS tip fiş, Japonya'da geliştirilen ve uygun kamusal şarj istasyonlarında 50 kw'a kadar şarj kapasitelerine izin veren CHAdeMO tipi fiş ve sadece Tesla süper şarjdan (150-250 kW) oluşmaktadır.

Lityum iyon (Li-ion) bataryaları, elektrikli araçların menzil kaygısına çözüm sunan yeni teknolojilerden biridir. Küresel teknoloji pazarı danışmanlık firması ABI Research'e göre, batarya teknolojisindeki süregelen ve önemli gelişmeler, 2028 yılına kadar 100 milyonluk kurulu EV üssünün yolunu açabilir. Silikon ağırlıklı pillerin, 2025 yılına kadar 400 Wh / kg'a kadar enerji yoğunluklarına olanak tanıması bekleniyor. Bu teknolojiyi kullanan çoğu araç muhtemelen 300 kW + şarj gücüne sahip olacak.

Ultra hızlı karbon elektrotları sayesinde bataryanın gücü on kat, enerji depolama üç kat ve pilin yaşam döngüsü ise beş kat artabilir. NAWA şirketinin yaptığı çalışmalara göre bu teknolojiden ilk olarak elektrikli araçlar faydalanabilecek. rak. Karbon ayak izini ve pil üretim maliyetini düşürürken performansı artıran bu yöntemle şarj sürelerinin yüzde 80'e ulaşması için 5 dakikaya düşürülecek ve 1000 km menzili norm haline gelebilecek. Teknoloji 2023 yılında üretime girebilir.

Ayrıca IBM Research, nikel ve kobalt gibi ağır metaller içermeyen ve potansiyel olarak lityum iyondan daha iyi performans gösterebilecek yeni bir pil kimyası keşfetti. Bu yeni pil çeşidinin üretimi daha ucuz, lityum iyondan daha hızlı şarj edebilir ve hem daha yüksek güç hem de enerji sağlayabilir. IBM Research, bu avantajların yeni pil teknolojisini elektrikli araçlar için uygun hale getireceğini aktarıyor.

RFID, Radyo frekansı tanımlama nın kısaltmasıdır, RFID etiketlerinde veya akıllı etiketlerde kodlanan dijital verilerin radyo dalgaları aracılığıyla bir okuyucu tarafından yakalandığı bir teknolojiyi ifade eder. RFID, Otomatik Tanımlama ve Veri Yakalama (AIDC) olarak adlandırılan bir teknoloji grubuna aittir. AIDC yöntemleri nesneleri otomatik olarak tanımlar, onlar hakkında veri toplar ve bu verileri çok az insan müdahalesi ile veya hiç olmadan doğrudan bilgisayar sistemlerine girer. RFID yöntemleri, bunu başarmak için radyo dalgalarını kullanır.

Akıllı şebekeler, enerji dünyasına çevresel ve ekonomik sağlığı gözeterek güvenilirlik, verimlilik gibi fırsatlar sunuyor. Akıllı şebekelerin yaygınlaşması için teknolojik gelişmelere, yönetmeliklerin düzenlenmesine ve bilgi aktarımına ihtiyaç var. Akıllı şebeke sistemi ile elektrik kesintisinden sonra elektrik daha hızlı geri kazanılır, yenilenebilir enerjiye entegrasyonu daha kolaydır ve güvenlidir. Akıllı şebekeler karbon ayak izini azaltıyor olması ile çevre dostudur, bu özelliği ile gelecek için sürdürülebilir yöntemlerin başında geliyor.

Rüzgar enerjili elektrikli araç şarj istasyonları, elektrikli araçları yenilenebilir bir enerji türü olan rüzgar enerjisiyle şarj ederken çevre dostu bir model özelliği taşır.