Yeni enerji araçlarının geliştirilmesi tüm hızıyla devam ediyor ve enerji yenileme konusu da sektörün en çok önemsediği konulardan biri haline geldi. Herkes aşırı şarj ve akü değişiminin faydalarını tartışırken, yeni enerji araçlarını şarj etmek için bir "C Planı" var mı?
Akıllı telefonların kablosuz şarjından etkilenmiş olabilecek otomobillerin kablosuz şarjı da mühendislerin üstesinden geldiği teknolojilerden biri haline geldi. Medya haberlerine göre, kısa bir süre önce otomobillerin kablosuz şarj teknolojisi çığır açan bir araştırmadan geçti. Bir araştırma ve geliştirme ekibi, kablosuz şarj ünitesinin araca 100 kW çıkış gücüyle güç aktarabileceğini ve bu sayede batarya şarj durumunu 20 dakika içinde %50 artırabileceğini iddia etti.
Elbette, araç kablosuz şarj teknolojisi yeni bir teknoloji değil. Yeni enerji araçlarının yükselişiyle birlikte, BBA, Volvo ve çeşitli yerli otomobil şirketleri de dahil olmak üzere çeşitli güçler uzun süredir kablosuz şarjı araştırıyor.
Genel olarak, araç kablosuz şarj teknolojisi henüz erken aşamalarında ve birçok yerel yönetim de bu fırsatı değerlendirerek gelecekteki ulaşım olanaklarını daha da ileriye taşıyor. Ancak maliyet, güç ve altyapı gibi faktörler nedeniyle araç kablosuz şarj teknolojisi büyük ölçekte ticarileşti. Hâlâ aşılması gereken birçok zorluk var. Araçlarda kablosuz şarjla ilgili yeni hikayeyi anlatmak henüz kolay değil.
Hepimizin bildiği gibi, kablosuz şarj cep telefonu sektöründe yeni bir şey değil. Arabalar için kablosuz şarj, cep telefonları için şarj kadar popüler olmasa da, birçok şirketin bu teknolojiye ilgi duymasını sağladı.
Genel olarak dört ana akım kablosuz şarj yöntemi vardır: elektromanyetik indüksiyon, manyetik alan rezonansı, elektrik alan kuplajı ve radyo dalgaları. Bunlar arasında, cep telefonları ve elektrikli araçlar çoğunlukla elektromanyetik indüksiyon ve manyetik alan rezonansını kullanır.
Bunlar arasında, elektromanyetik indüksiyonlu kablosuz şarj, elektrik üretmek için elektromanyetizma ve manyetizmanın elektromanyetik indüksiyon prensibini kullanır. Yüksek şarj verimliliğine sahiptir, ancak etkili şarj mesafesi kısadır ve şarj konumu gereklilikleri de katıdır. Nispeten, manyetik rezonans kablosuz şarj daha düşük konum gerekliliklerine ve birkaç santimetreden birkaç metreye kadar destekleyebilen daha uzun bir şarj mesafesine sahiptir, ancak şarj verimliliği ilkinden biraz daha düşüktür.
Bu nedenle, kablosuz şarj teknolojisini keşfetmenin ilk aşamalarında, otomobil şirketleri elektromanyetik indüksiyonlu kablosuz şarj teknolojisini tercih ettiler. Bu alanda örnek teşkil eden şirketler arasında BMW, Daimler ve diğer araç şirketleri yer almaktadır. O zamandan beri, Qualcomm ve WiTricity gibi sistem tedarikçileri tarafından temsil edilen manyetik rezonans kablosuz şarj teknolojisi giderek yaygınlaşmaktadır.
BMW ve Daimler (şimdiki adıyla Mercedes-Benz), Temmuz 2014'te elektrikli araçlar için kablosuz şarj teknolojisini ortaklaşa geliştirmek üzere bir iş birliği anlaşması duyurdu. BMW, 2018 yılında kablosuz şarj sistemi üretmeye başladı ve bunu 5 Serisi plug-in hibrit modeli için opsiyonel bir cihaz haline getirdi. Nominal şarj gücü 3,2 kW, enerji dönüşüm verimliliği %85'e ulaşıyor ve 3,5 saatte tamamen şarj edilebiliyor.
Volvo, 2021 yılında İsveç'te kablosuz şarj deneylerine başlamak için XC40 saf elektrikli taksisini kullanacak. Volvo, İsveç'in Göteborg kentinde özel olarak birden fazla test alanı kurdu. Şarjlı araçların, şarj işlevini otomatik olarak başlatmak için yola yerleştirilmiş kablosuz şarj cihazlarına park etmeleri yeterli. Volvo, kablosuz şarj gücünün 40 kW'a ulaşabileceğini ve 30 dakikada 100 kilometre yol kat edebileceğini belirtti.
Ülkemiz, otomotiv kablosuz şarj alanında her zaman sektörün ön saflarında yer almıştır. 2015 yılında, Çin Güney Elektrik Şebekesi Guangxi Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü, ilk yerli elektrikli araç kablosuz şarj test hattını inşa etti. 2018 yılında SAIC Roewe, kablosuz şarj özelliğine sahip ilk saf elektrikli modeli piyasaya sürdü. FAW Hongqi, 2020 yılında kablosuz şarj teknolojisini destekleyen Hongqi E-HS9'u piyasaya sürdü. Mart 2023'te SAIC Zhiji, ilk 11 kW yüksek güçlü araç akıllı kablosuz şarj çözümünü resmen piyasaya sürdü.
Tesla da kablosuz şarj alanında öncülerden biri. Tesla, Haziran 2023'te Wiferion'u satın almak için 76 milyon ABD doları harcadı ve adını Tesla Engineering Germany GmbH olarak değiştirerek kablosuz şarjı düşük maliyetle kullanmayı planladı. Daha önce, Tesla CEO'su Musk kablosuz şarja karşı olumsuz bir tutum sergiliyor ve kablosuz şarjı "düşük enerjili ve verimsiz" olarak eleştiriyor, şimdi ise gelecek vaat eden bir teknoloji olarak nitelendiriyor.
Elbette Toyota, Honda, Nissan ve General Motors gibi pek çok otomobil firması da kablosuz şarj teknolojisini geliştiriyor.
Birçok taraf kablosuz şarj alanında uzun vadeli araştırmalar yürütmüş olsa da, otomotiv kablosuz şarj teknolojisi henüz gerçeğe dönüşmekten çok uzak. Gelişimini kısıtlayan temel faktör güçtür. Örnek olarak Hongqi E-HS9'u ele alalım. Sahip olduğu kablosuz şarj teknolojisinin maksimum çıkış gücü 10 kW'tır; bu da yavaş şarj yığınının 7 kW gücünden sadece biraz daha yüksektir. Bazı modeller yalnızca 3,2 kW'lık bir sistem şarj gücüne ulaşabilir. Başka bir deyişle, böyle bir şarj verimliliğinde hiçbir kolaylık yoktur.
Elbette, kablosuz şarjın gücü artırılırsa, durum bambaşka olabilir. Örneğin, makalenin başında da belirtildiği gibi, bir araştırma ve geliştirme ekibi 100 kW'lık bir çıkış gücüne ulaştı; bu da böyle bir çıkış gücüne ulaşılırsa, aracın teorik olarak yaklaşık bir saatte tamamen şarj edilebileceği anlamına geliyor. Süper şarjla karşılaştırılması hâlâ zor olsa da, enerji ikmali için yeni bir seçenek.
Kullanım senaryoları açısından bakıldığında, otomotiv kablosuz şarj teknolojisinin en büyük avantajı, manuel adımların azaltılmasıdır. Kablolu şarjla karşılaştırıldığında, araç sahiplerinin park etme, araçtan inme, cihazı alma, fişe takma ve şarj etme gibi bir dizi işlem yapması gerekir. Üçüncü taraf şarj istasyonlarıyla karşılaştıklarında ise, nispeten zahmetli bir süreç olan çeşitli bilgileri doldurmaları gerekir.
Kablosuz şarj senaryosu oldukça basit. Sürücü aracı park ettikten sonra, cihaz otomatik olarak algılar ve kablosuz olarak şarj eder. Araç tamamen şarj olduktan sonra araç doğrudan hareket eder ve sahibinin başka bir işlem yapmasına gerek kalmaz. Kullanıcı deneyimi açısından bakıldığında, elektrikli araç kullanırken insanlara bir lüks hissi de yaşatacaktır.
Araç kablosuz şarjı neden işletmeler ve tedarikçiler tarafından bu kadar ilgi görüyor? Gelişim açısından bakıldığında, sürücüsüz çağın gelişi aynı zamanda kablosuz şarj teknolojisinin de büyük bir gelişme dönemi olabilir. Arabaların gerçekten sürücüsüz olabilmesi için, şarj kablolarının kısıtlamalarından kurtulmak adına kablosuz şarja ihtiyaçları var.
Bu nedenle, birçok şarj tedarikçisi kablosuz şarj teknolojisinin gelişme beklentileri konusunda oldukça iyimser. Alman devi Siemens, Avrupa ve Kuzey Amerika'daki elektrikli araçlar için kablosuz şarj pazarının 2028 yılına kadar 2 milyar ABD dolarına ulaşacağını öngörüyor. Bu amaçla Siemens, kablosuz şarj sistemleri konusunda teknoloji araştırma ve geliştirmeyi desteklemek amacıyla kablosuz şarj tedarikçisi WiTricity'de azınlık hissesi almak için Haziran 2022 gibi erken bir tarihte 25 milyon ABD doları yatırım yaptı.
Siemens, elektrikli araçlarda kablosuz şarjın gelecekte yaygınlaşacağına inanıyor. Kablosuz şarj, şarjı daha kolay hale getirmenin yanı sıra, otonom sürüşün hayata geçirilmesi için de gerekli koşullardan biri. Eğer otonom araçları gerçekten geniş çapta piyasaya sürmek istiyorsak, kablosuz şarj teknolojisi olmazsa olmaz. Bu, otonom sürüş dünyasına doğru atılmış önemli bir adım.
Elbette, beklentiler harika, ancak gerçekler çirkin. Günümüzde elektrikli araçların enerji yenileme yöntemleri giderek daha çeşitli hale geliyor ve kablosuz şarj olasılığı büyük bir merakla bekleniyor. Ancak, mevcut bakış açısına göre, otomotiv kablosuz şarj teknolojisi hala test aşamasında ve yüksek maliyet, yavaş şarj, tutarsız standartlar ve yavaş ticarileşme süreci gibi birçok sorunla karşı karşıya.
Şarj verimliliği sorunu engellerden biridir. Örneğin, yukarıda bahsi geçen Hongqi E-HS9'da verimlilik konusunu ele aldık. Kablosuz şarjın düşük verimliliği eleştirildi. Şu anda, elektrikli araçların kablosuz şarj verimliliği, kablosuz iletim sırasında enerji kaybı nedeniyle kablolu şarjdan daha düşüktür.
Maliyet açısından bakıldığında, araç kablosuz şarjının daha da azaltılması gerekiyor. Kablosuz şarjın altyapı gereksinimleri yüksektir. Şarj bileşenleri genellikle zemine döşenir ve bu da zemin modifikasyonu ve diğer sorunları beraberinde getirir. İnşaat maliyeti, sıradan şarj istasyonlarının maliyetinden kaçınılmaz olarak daha yüksek olacaktır. Ayrıca, kablosuz şarj teknolojisinin tanıtımının erken aşamasında, endüstriyel zincir henüz olgunlaşmamış olduğundan, ilgili parçaların maliyeti yüksek olacak, hatta aynı güce sahip ev tipi AC şarj istasyonlarının fiyatının birkaç katı olacaktır.
Örneğin, İngiliz otobüs operatörü FirstBus, filosunun elektriklendirilmesini teşvik etme sürecinde kablosuz şarj teknolojisini kullanmayı düşündü. Ancak yapılan incelemeler sonucunda, her bir yerden şarj paneli tedarikçisinin 70.000 sterlin fiyat teklif ettiği ortaya çıktı. Ayrıca, kablosuz şarj yollarının inşaat maliyeti de yüksektir. Örneğin, İsveç'te 1,6 kilometrelik bir kablosuz şarj yolunun inşa maliyeti yaklaşık 12,5 milyon ABD dolarıdır.
Elbette, güvenlik sorunları da kablosuz şarj teknolojisini kısıtlayan sorunlardan biri olabilir. İnsan vücudu üzerindeki etkisi açısından bakıldığında, kablosuz şarj büyük bir sorun teşkil etmiyor. Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından yayınlanan "Kablosuz Şarj (Güç Aktarım) Ekipmanlarının Radyo Frekans Yönetimine İlişkin Geçici Yönetmelik (Yorum Taslağı)", 19-21 kHz ve 79-90 kHz spektrumunun yalnızca kablosuz şarjlı araçlar için geçerli olduğunu belirtiyor. İlgili araştırmalar, şarj gücünün yalnızca 20 kW'ı aştığı ve insan vücudunun şarj istasyonuyla yakın temas halinde olduğu durumlarda vücut üzerinde belirli bir etkiye sahip olabileceğini gösteriyor. Ancak bu, tüketiciler tarafından fark edilebilmesi için tüm tarafların güvenliği yaygınlaştırmaya devam etmesini de gerektiriyor.
Araba kablosuz şarj teknolojisi ne kadar pratik ve kullanım senaryoları ne kadar kullanışlı olursa olsun, büyük ölçekte ticarileşmesi için önünde uzun bir yol var. Laboratuvardan çıkıp gerçek hayata uygulanması, arabalar için kablosuz şarja giden yolun uzun ve zorlu olduğunu gösteriyor.
Tüm taraflar otomobiller için kablosuz şarj teknolojisini yoğun bir şekilde araştırırken, "şarj robotları" konsepti de sessizce ortaya çıktı. Kablosuz şarjın çözeceği sorunlar arasında, gelecekte sürücüsüz sürüş konseptini tamamlayacak olan kullanıcı şarj kolaylığı da yer alıyor. Ancak Roma'ya giden birden fazla yol var.
Bu nedenle, "şarj robotları" da otomobillerin akıllı şarj sürecinde bir tamamlayıcı olmaya başladı. Kısa bir süre önce, Pekin Alt Merkez İnşaat Ulusal Yeşil Kalkınma Gösteri Bölgesi'nin yeni güç sistemi deney üssü, elektrikli otobüsleri şarj edebilen tam otomatik bir otobüs şarj robotunu piyasaya sürdü.
Elektrikli otobüs şarj istasyonuna girdikten sonra, görüş sistemi aracın varış bilgisini alır ve arka plan yönlendirme sistemi robota anında bir şarj görevi verir. Yol bulma sistemi ve yürüme mekanizmasının yardımıyla robot otomatik olarak şarj istasyonuna gider ve şarj tabancasını otomatik olarak alır. Görsel konumlandırma teknolojisini kullanarak elektrikli araç şarj portu konumunu belirler ve otomatik şarj işlemlerini gerçekleştirir.
Elbette, otomobil şirketleri de "şarj robotlarının" avantajlarını görmeye başlıyor. Lotus, 2023 Şanghay Otomobil Fuarı'nda bir flaş şarj robotu tanıttı. Aracın şarj edilmesi gerektiğinde, robot mekanik kolunu uzatarak şarj tabancasını aracın şarj deliğine otomatik olarak yerleştirebiliyor. Şarj olduktan sonra da tabancayı kendi kendine çıkararak, aracı çalıştırmadan şarj etmeye kadar tüm süreci tamamlayabiliyor.
Öte yandan, şarj robotları yalnızca kablosuz şarjın rahatlığını sunmakla kalmıyor, aynı zamanda kablosuz şarjın güç sınırlaması sorununu da çözebiliyor. Kullanıcılar ayrıca araçtan inmeden aşırı şarjın keyfini de çıkarabiliyor. Elbette, şarj robotları maliyet ve konumlandırma ve engel önleme gibi akıllıca sorunları da beraberinde getirecek.
Özet: Yeni enerji araçları için enerji yenileme konusu, sektördeki tüm tarafların her zaman büyük önem verdiği bir konu olmuştur. Şu anda, aşırı şarj çözümü ve akü değişimi çözümü en yaygın iki çözümdür. Teorik olarak, bu iki çözüm kullanıcıların enerji yenileme ihtiyaçlarını bir dereceye kadar karşılamak için yeterlidir. Elbette, işler her zaman ilerlemektedir. Belki de sürücüsüz çağın gelişiyle birlikte, kablosuz şarj ve şarj robotları yeni fırsatlar doğurabilir.
Gönderim zamanı: 13 Nis 2024