Elektrikli aracı otoyolda sürerken şarj etmek, ütopya gibi görünebilir. Ancak bu, Oberpfalz'da bir kilometrelik test alanında zaten deneniyor. "Sürüş sırasında indüktif enerji transferi, elektrikli araçlar için menzil sınırlamasını ortadan kaldırabilir, ultra hızlı şarj sistemleri için alan ve yatırım ihtiyacını azaltabilir ve uzun vadede Alman OEM'lerin Çinli batarya tedarikçilerine olan bağımlılığını hafifletebilir," diyor Erlangen-Nürnberg Üniversitesi'nde Üretim Otomasyonu ve Üretim Sistemleri Anabilim Dalı Başkanı Jörg Franke. WGP profesörü (Üretim Teknolojisi Bilimsel Derneği), güney Almanya'daki karayollarının elektrifikasyonu projesinin fikir babasıdır. "IPT teknolojisi, büyük bataryalara kıyasla kaynak tüketimini azaltır ve Alman sanayisine küresel ölçekte önemli bir rekabet avantajı sağlayabilir - eğer tutarlı bir şekilde kullanılırsa."
A6 yolunda Nürnberg ve Amberg arasında asfalt yüzeye indüksiyon bobinleri yerleştirildi ve birkaç aydır özel donanımlı test araçlarıyla testler gerçekleştirilmektedir.
"Sonbaharda farklı araç tipleri ile resmi bir test sürüşü düzenleyeceğiz," diyor FAPS Proje Yöneticisi Prof. Florian Risch. Risch, bu yılın Nisan ayında açılan Hallstadt'taki E|Road Merkezi'nin de bölüm başkanıdır. Fraunhofer IISB (Entegre Sistemler ve Eleman Teknolojisi) ve FAPS'ın bu teknoloji merkezinde, otoparklar gibi statik uygulamalar için, taksi durakları veya otobüs durakları gibi yarı dinamik uygulamalar için ve yollar üzerinde dinamik indüktif enerji transferi için temassız enerji transfer sistemleri (IPT, Indüktif Güç Transferi) araştırılmaktadır.
“Merkez dünya çapında benzersizdir,” diyor Risch, “çünkü burada ilk kez esnek üretim ortamları, geliştirme laboratuvarları ve test sistemleri tek çatı altında bir araya getirilmektedir.”
Basit bir prensip, oldukça kısa sürede uygulanabilir.
Jörg Franke, 2010'da Kore'de indüktif olarak şarj edilen bir elektrikli otobüsle seyahat ettiğinden beri bu konuya ilgi duymaktadır. "Temassız enerji transferi imkanı, 19. yüzyılın sonlarında Nikola Tesla tarafından etkileyici bir şekilde gösterilmiştir." diyor Erlangen Üniversitesi profesörü. "Yaklaşık 15 yılda, modern güç elektroniği ve mükemmel ayarlanmış osilatör devreleri ile indüktif enerji transferi optimize edilmiştir." Otoyolun asfaltına indüksiyon bobinleri yerleştirilmektedir. Bu bobinler, test araçlarının altındaki bobinlerde gerilim indükleyen alternatif bir manyetik alan üretir, araçların üzerinden geçerken. Bu şekilde, yolun bobinlerinden araca enerji aktarılmaktadır. Test yolu için bobinleri, Nürnberg'deki Seamless Energy Technology adlı start-up geliştirmiştir; bu, FAPS'ın bir yan kuruluşudur. Ayrıca, İsrailli Electreon Wireless şirketi ve Eurovia adlı yol inşaat şirketi de projede yer almaktadır. Proje 2022'de başlamış olup, Federal Ekonomi Bakanlığı tarafından finanse edilmektedir.
Otoyolda seyahat ederken, bataryanın şarj durumu en azından bir koruma şarjı ile stabilize edilir; mevcut şarj gücüne bağlı olarak, Şarj Durumu (SoC) bunun ötesinde artırılabilir. Böylece, hedefe kadar olan son mesafe için tamamen elektrikli sürüş için yeterli enerji sağlanır. "Almanya'nın tüm yol sistemini elektrifikasyona ihtiyaç yok, ana ulaşım yolları yeterli," diyor Franke.
Aynı zamanda, bu süreç oldukça kısa bir süre içinde gerçekleştirilebilir çünkü "asfalt kaplamaların her on yılda bir yenilenmesi gerekiyor." Bu vesileyle indüksiyon bobinleri de entegre edilebilir.
Sinerjiler otonom sürüş için
Verimli enerji tedariki, sadece zayıf E-mobiliteye ivme kazandırmakla kalmayacak, aynı zamanda otonom sürüşe de katkıda bulunacaktır. "Çin ve ABD'de, optimize edilmiş zaman ve kaynak kullanımı sayesinde önemli verimlilik kazançları elde eden daha büyük otonom robotaksi ve servis sistemi filoları zaten normal işletimle çalışıyor," diyor Risch. "Avrupa'da burada hala önemli bir geri kalmışlık var, özellikle de artan nitelikli iş gücü eksikliği göz önüne alındığında. Geleceğe baktığımızda, otonom olarak giden E-araçların enerji tedariklerini bağımsız bir şekilde organize etmeleri, insanların onları manuel olarak bir şarj istasyonuna takmalarına gerek kalmadan mantıklıdır." Ayrıca, sanayide sürücüsüz taşıma araçları uzun zamandır indüktif enerji transferi ile çalışabilmekte ve şarj olabilmektedir.
Maliyetler mevcut trendlere göre belirgin şekilde daha düşük.
IPT teknolojisinin maliyetleri, Megawatt Şarj Sistemi (MCS) ve kendi batarya üretimi gibi çözümlerle karşılaştırıldığında oldukça düşüktür. Kilometre ve şerit başına yaklaşık bir milyon Euro'luk bir yatırım hesaplıyoruz," diye hesaplıyor Franke. "Yaklaşık 13.000 km otoyol ve her iki yönde elektrifikasyon şeritleri ile toplamda yaklaşık 30 milyar €'ya ulaşırız. Bu, 1000 milyar Euro'luk altyapı paketinin sadece yüzde üçüne denk geliyor," diyor WGP araştırmacısı. "Yol yüzeylerinin onarım döngüsü on yıl olarak dağıtıldığında, otoyolların elektrifikasyonu için her yıl yaklaşık 3 milyar € sağlanması gerekiyor."
Bu miktar, Almanya'daki otoyollarda yıllık yaklaşık 15 milyar kilometre yol alan kamyonlar için her kilometre başına 20 cent tutarında bir altyapı ücreti ile finanse edilebilir; bu, kamyon geçiş ücretlerine yaklaşık olarak denk gelmektedir. Filoların elektrikli sürüşe geçişte kilometre başına yaklaşık 20 cent enerji maliyeti tasarrufu yapabileceği göz önüne alındığında, bu önlem yalnızca elektrikli ağır taşımacılığı güçlü bir şekilde desteklemekle kalmayacak, aynı zamanda Alman lojistik şirketlerinin ve kamyon OEM'lerinin uluslararası rekabetteki rekabetçiliklerini artırmak için de güçlü bir fırsat sunacaktır.
Coğrafi özerklik bağımlılıklar yerine
Maliyetlerden daha ağır olan, jeopolitik belirsizliklerdir. "Kritik soru, zaten gerekli olan altyapı yenilemesini stratejik olarak kullanmak isteyip istemediğimizdir, böylece Asyalı batarya üreticilerine olan bağımlılığı azaltabiliriz," diyor Risch. "Hücre üretiminde bu tedarikçiler zaten önemli ölçek ekonomileri ve teknolojik avantajlar elde etti, bu da kalıcı olarak daha düşük üretim maliyetlerine yansıyor. Fiyat rekabetinde bir geri dönüş yapmak pek gerçekçi görünmüyor; aksine, farkın daha da artması muhtemel. Aynı zamanda, giderek daha fazla farklı batarya malzemesine ihtiyaç duyuluyor, oysa kullanılan bataryalar giderek daha büyük hale geliyor. Bu, yalnızca hammadde ihtiyacını artırmakla kalmıyor - özellikle lityum, kobalt ve nikel açısından - aynı zamanda küresel tedarik zincirlerine olan bağımlılığı ve dolayısıyla tüm Avrupa değer zincirinin savunmasızlığını da artırıyor." İndüksiyon bobinleri için daha erişilebilir ve ucuz malzemelere, örneğin bakır ve alüminyuma ihtiyaç var.
Son olarak, bu teknolojinin Almanya için uluslararası bir öncülük rolü üstlenme fırsatını da barındırdığını belirtti. "Tüm Avrupa'da şu anda ilgili projeler başlatılıyor ve sürekli olarak geliştiriliyor. Özellikle İsveç ve Fransa'da yüksek bir ilgi düzeyi gözlemleniyor," dedi Risch. "Birçok Avrupa ülkesindeki geniş ilgi ise idealdir, çünkü bu girişim başından itibaren tüm Avrupa'yı kapsayan bir yaklaşım olmalıdır ve uzun vadede bilgi transferi ve teknoloji yayılımına odaklanmalıdır."
İletişim:
