Ücretlendirildi: Alpitronic şarj istasyonlarında ve işlerinde

Her elektrikli sürücü muhtemelen uzun yolculuklarda Alpitronics “Hypercharger” şarj istasyonlarını görmüştür: bıçaklı vurmalı çalgılar çoğu dinlenme alanında bulunabilir, EnBW logolarıyla süslenmiştir, Aldi’nin önünde Aldi renklerindedirler, mavi renktedirler Aral benzin istasyonları. Alpitronic’in şarj istasyonu işi küçük bir fikirden şirketin ana işine dönüştü. Şirketin Bolzano’daki genel merkezinde kurucu ve CEO Philipp Senoner ile yayılmanın nedenleri, teknoloji ve geleceğe yönelik beklentiler hakkında konuşuyoruz.

Duyuru

Hemen başlangıçta: Alpitronics Hypercharger’lar neden bu kadar yaygın?

2018’de başladık ve o zamanlar hâlâ pek çok güvenilmez şarj istasyonu vardı. İşte başladık, istasyonları çok güvenilir bir şekilde çalıştırarak operatörler için cazip hale getirdik. Ama aynı zamanda başka avantajları da var. Hepsi bir arada cihazlar olarak yüksek performans sunarken, diğer çözümler büyük bir merkezi güç ünitesi ve ayrı dağıtıcılarla çalışır. Bu, kurulum maliyetlerini azaltır ve dolayısıyla ürünlerimizin genel maliyetler açısından uygun maliyetli olmasını sağlar.

Ayrıca ekrandaki sağlam mikro anahtarlar ve konektörlerin manyetik bağlantısıyla son kullanıcı deneyimini de beğeniyorum.

Manyetik değil. Bir yay, yaylı cıvatalar aracılığıyla tapayı tutma konumuna çeker.

Ah doğru! Ancak maliyetlere geri dönelim: İşletme maliyetlerinin yeterli olması için kayıpların mümkün olduğunca düşük olması gerekir. Yüksek verimliliğe nasıl ulaşırsınız?

Bugün silikon bazlı güç elektroniği ile %93 ila %94 arasında bir verime ulaşıyoruz. Yeni nesil güç elektroniği, kayıpları yarı yarıya azalttığı için silisyum karbür (SiC) kullanacak. Yani %97,5’e varan bir verimlilikten bahsediyoruz. Yüksek gerilim sistemlerinin voltajı 800’den 1000 volt’a yükseleceğinden ve bu aralıkta silikon yarı iletkenler, silikon bazlı yarı iletkenlerden çok daha fazla (ısı) kaybı üreteceğinden SiC elektrikli arabaların güç elektroniğinde de yavaş yavaş kullanılmaktadır. Yeni nesil şarj istasyonlarımız 400 kW güce sahiptir. Şarj istasyonları daha pahalıdır ancak daha fazlasını da yapar. Kw başına fiyat açısından silikonla maliyet paritesine ulaşıyoruz. SiC şu anda nadirdir, ancak hammaddelerin kıt olmasından değil, üretim kapasitelerinin talebin altında olmasından kaynaklanmaktadır. Orta vadede maliyetlerde önemli bir düşüş yaşanacak, bu da SiC güç elektroniğinin en ucuz teknoloji olacağı anlamına geliyor.

Kabloların soğutulması aynı zamanda daha yüksek verimliliği garanti ediyor mu?

Hayır, kablonun soğutulması aslında basit bir bakır kabloya göre daha fazla kayıplara neden olur. Basit bakır kablo daha verimlidir. Kablo soğutması başka nedenlerden dolayı mevcuttur. Örneğin soğutmalı bir kablo önemli ölçüde daha hafif ve daha esnektir çünkü daha küçük bakır kesitlerle çalışabiliyoruz. Ancak soğutulmuş kablo, aşırı durumlarda bile performansı daha uzun süre ve daha güvenilir bir şekilde koruyabilir. Enerji aktarımının en sıcak noktası prizdir. Orada sıcaklığı ölçüyoruz ve eğer orası çok sıcaksa şarj gücünü azaltıyoruz. Soğutulmuş bir kabloyla, soğutucu soğuk olarak fişe doğru akar ve oradan kablo boyunca geri akar. Bu sistem, fişte daha sürekli güç sağlarken, saf bakır kablolu bir istasyonun, fişin aşırı ısınması durumunda gücü azaltması gerekir. Daha hafif kablolardan kaynaklanan kullanım avantajıyla birlikte bu, kullanım senaryosuna bağlı olarak biraz daha düşük soğutma verimliliğine ağır basar.

Teknolojide milyarlarca kez kanıtlandığı gibi, soğutucu olarak basit bir su ve glikol karışımı kullanılıyor. Su iletken olduğundan iletkenlerden ayrı akması gerekir. Biraz daha verimli bir alternatif ise doğrudan terazinin etrafını yıkayabildiği için yağ olacaktır. İlk bakışta bu iyi bir şey gibi görünse de petrol en karmaşık teknolojidir. Soğutma yağları zamanla iletken hale gelebileceğinden daha yüksek basınç ve daha titiz bakım gerektirir. Bu nedenle kanıtlanmış glikol çözümüyle devam ediyoruz.

Montaj talimatlarında bulunan bu “güç yığınları” nelerdir?

Modüler güç yığınları, temel yetkinliğimiz olan güç elektroniklerimizin tamamını içerir. Eski silikon teknolojisine dayalı bir yığının gücü 75 kW’tır; Bir HYC300 şarj istasyonunda toplam 300 kW’a kadar dört adete kadar şarj ünitesi oluşturulabilir. İki tanesi daha dar muhafazaya (HYC150) sığar. Yeni SiC teknolojisinde bir baca 100 kW güce sahip olacak, ardından dört parça yukarıda bahsedilen 400 kW gücü üretecek. Yığınlar daha yüksek performans için paralel olarak bağlanır. Yani bir arabanın 150 kW’a ihtiyacı varsa, iki baca bu gücü sağlıyor. Operatör daha sonra şarj istasyonunun davranışını uyarlayabilir: Bağlanan ilk kişi ihtiyaç duyduğu elektriğin tamamını alıyor mu? Yoksa mümkün olduğu kadar eşit mi dağıtılmalı? Önceki nesilde her bağlantı noktasına yalnızca tüm güç yığınlarını atayabiliyorduk. Yeni nesilde mevcut gücü 50 kW’lık artışlarla kablolar üzerinden dağıtabiliyoruz.

Yeni SiC yığınları daha sonra mevcut bir muhafazaya uyarlanabilir mi?

Evet, yeni güç yığınlarını yükseltebilirsiniz ancak önceki nesil şarj istasyonlarında bunlar yine de yalnızca 75 kW’a kadar güç sağlayabilir. Bunun nedeni önceki performans için tasarlanmış kalan bileşenlerdir. Yükseltmeler (hatta daha verimli SiC parçaları içeren daha sonraki sürümler bile) hala ilgi çekicidir çünkü kayıplar önemli ölçüde azaltılmıştır.

Şarj istasyonları nasıl bağlanır?

Tüm şarj istasyonlarımız alçak gerilim alternatif akım şebekesine bağlıdır. Bir şarj parkı genellikle orta voltajı düşük voltaja dönüştüren kendi transformatörünü kullanır. Transformatörler oldukça pahalı olduğundan, bağlı güçleri genellikle tüm şarj istasyonlarının toplam gücünün 0,6 katı civarındadır, buna yük faktörü denir. Bunu yapıyorsunuz çünkü performansın tamamı neredeyse hiç sorgulanmıyor. Ancak bu aynı zamanda mevcut performansın yüksek kullanımla yönetilmesi gerektiği anlamına da geliyor. Bu daha sonra sahada veya uzaktan, açık standart OCCP kullanılarak operatörün bulut sunucusundan yük yönetim sistemleri aracılığıyla gerçekleştirilir.

Böyle bir şarj istasyonu ne kadar dayanır?

Hesaplamaları yıllara göre değil döngülere göre yapıyoruz çünkü tıpkı arabalar gibi ömrü de kullanıma bağlı. Güç elektroniklerimiz tam yükte 70.000 çevrim için tasarlanmıştır. Kullanıma bağlı olarak uzun yıllar veya birkaç yıl sürebilir. Örneğin Hollanda’da bir yılda 22.600’ün üzerinde, yani günde ortalama 62 şarj işlemi gerçekleştiren bir rekor istasyon var! Artık tüm şarj işlemleri tam bir şarj döngüsüne karşılık gelmiyor, ancak bu istasyonun Almanya’da günde ortalama dört şarj işlemini tamamlayan istasyondan daha hızlı yıpranacağı açık.

Yaşlanma esas olarak termomekanik stresler nedeniyle meydana gelir. Birbiriyle yakından ilişkili, farklı uzama katsayılarına sahip farklı malzemelerimiz var. Daha sonra döngüleri sırasında birbirleri üzerinde mekanik olarak çalışırlar. Bu süreci iyi biliyoruz çünkü üçüncü taraf üreticilerin de hizmet rezervasyonu yaptığı kendi test laboratuvarımızı işletiyoruz; Alpitronic’in otomotiv endüstrisi için daha çeşitli bir tedarikçi olduğu günlerin birkaç kalıntısından biri.

Artık şarj istasyonlarını yöneterek para kazanabilecek misiniz?

Şimdi öyle ama bu uzun soluklu bir mesele. Burada hiç kimse çabuk bir euro kazanamaz. Şarj istasyonlarının fiyatlarını internetten inceleyebilirsiniz. Daha sonra inşaat maliyetleri için en azından aynı miktar eklenir. Bu durumda genellikle hizmet alanlarının, süpermarket otoparklarının veya benzin istasyonlarının sahiplerine kira ödemek zorunda kalırsınız. Burada kolon kullanımı karlılığın anahtarıdır. Alman hükümeti, 2030 yılına kadar Almanya’da 15 milyon elektrikli otomobil bekliyor; bu, stokun bugünküyle hemen hemen aynı kaldığını varsayarsak stokun %30’unu temsil ediyor. Bu muhtemelen aşırı iyimser bir hesaplama, dolayısıyla 2030 yılına kadar stokların yaklaşık %12’sini bekliyoruz. Elektriğin yüzde 75 ila 85’i hâlâ evde şarj edilecek. Bu kilit noktalar sayesinde Alpitronic karlı bir şekilde çalışabilir.

Ancak pazar aynı zamanda operatörler için de genişliyor ve katlanarak büyüyor: Bir milyon şarj işlemine ulaşmamız 2018’den 2020 ortasına kadar sürdü. Şu anda iki haftada bir milyon yükleme işlemini gerçekleştiriyoruz. Ayrıca (ağır) yük sektöründeki hakim tahrik teknolojisinin elektrikli tahriklere doğru güçlü bir geçiş yapmasını bekliyoruz. Mercedes eActros’un test sürüşü için Bolzano’ya gitmesi tesadüf değil.

Uzun mesafeli taşımacılıkta bile pilin, yakıt hücresinden ve başka bir altyapı olan hidrojenden daha ucuz hale geldiği açıktır. Kamyon sürüş süresi verileri şarj molaları için çok uygundur: 4,5 saatlik sürüşten sonra 45 dakikalık bir mola çok işe yarar. Yalnızca Almanya’daki ücret artışı, elektrikli kamyonları genel maliyetler açısından çok daha cazip hale getirdi çünkü yeni ücret sınıfı sisteminde çok daha ucuzlar. Elbette araçların ucuzlaması gerektiği de açık: Çalışmayacak bir traktörün fiyatının iki ya da üç katı. Ama burada çok şey oluyor.

(cgl)