טעינת רכבים חשמליים (גם) עם חיבור חשמל מוגבל

בעלי נכסים רבים חוששים מהתקנת עמדות טעינה לרכבים חשמליים בשל מגבלת הספק החשמל הזמין במתקן.

הטיעון המרכזי של בעלי נכסים שונים (חניונים, בנייני מגורים, אתרי נופש וכדומה): "אין לי מספיק חשמל, ולכן לא אוכל להציע שירות טעינה מבלי לבצע שדרוג יקר של תשתית החשמל".

במאמר זה ננסה להסביר מדוע החשש מעומסי חשמל אינו רלוונטי לבעלי מתחמי טעינה המאמצים מערכת ניהול הכוללת  טכנולוגיות ניהול עומסי חשמל דינאמי (Dynamic Load Management – DLM) ומערכות חיזוי מתקדמות המאפשרות, גם בחיבור חשמל מוגבל - לייעל את השימוש בעמדות הטעינה לרמה מקסימלית.

טעינת רכבים חשמליים אינה חייבת להסב עומס יתר

טעינת רכבים חשמליים דורשת אמנם הספק גבוה בשעת טעינה, אך בפועל רוב הרכבים אינם נטענים בו-זמנית, ולא כל טעינה דורשת את מלוא ההספק. מערכות ניהול חכמות יודעות לחלק את ההספק הזמין בין כל הרכבים המחוברים, כך שלא תתרחש חריגה מהמגבלה של חיבור החשמל במתחם הטעינה.

מהו ניהול דינאמי של עומס (DLM) ?

ניהול דינאמי של עומס הוא מערכת תוכנה/חומרה שמנטרת בזמן אמת את צריכת החשמל של כלל המתחם והעמדות, ומחלקת את ההספק הקיים בין כל עמדות הטעינה באופן אופטימלי. כך, כאשר הביקוש גבוה – המערכת מאטה את קצב הטעינה של חלק מהרכבים, וכאשר הביקוש יורד – היא מגבירה את הקצב.

יתרונות מרכזיים:

• אין צורך להגדיל את חיבור החשמל: המערכת שומרת תמיד על גבול ההספק המותר, כך שאין סכנה לעומס יתר או הפסקות חשמל.

• חוויית טעינה מיטבית: ההספק מחולק לפי הצורך בפועל – רכב שמסיים טעינה מפנה הספק לאחרים (גם אם לא פינה את עמדת הטעינה) והמערכת מזהה מי צריך טעינה מהירה יותר.

• חיסכון כספי: חוסכים בהשקעות יקרות בתשתית חשמל, ומנצלים ביעילות את מה שכבר קיים.

• גידול הדרגתי: ניתן להוסיף עמדות טעינה נוספות בעתיד, מבלי להידרש לשדרוג תשתית יקר בכל שלב.

כדי להפיק את המקסימום ממערכות ניהול עומסים, ישלובו בהן מערכות חיזוי מתקדמות. מערכות אלו משתמשות בנתונים היסטוריים, תחזיות ביקוש, התנהגות משתמשים, תנאי מזג אוויר, אירועים מקומיים ועוד, כדי לצפות מראש מתי ואיך יתבצע השימוש בעמדות הטעינה.

כך זה עובד:

• תזמון טעינה חכם: מערכת החיזוי מזהה מראש את שעות השיא והביקוש, ומנחה את מערכת ה-DLM כיצד לחלק את ההספק בצורה אופטימלית – למשל, לדחות טעינה של רכבים מסוימים לשעות הלילה, או להעדיף טעינה מהירה לרכבים שצפויים לעזוב מוקדם.

• ניצול מקסימלי של התשתית: DLM דואגת שבכל רגע נתון לא ייווצר עומס יתר, ומערכת החיזוי דואגת שהביקוש יתפזר על פני היממה, כך שניתן להטעין יותר רכבים באותו פרק זמן.

• התאמה לתנאי רשת משתנים: כאשר יש ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת (כגון פאנלים סולאריים), המערכת יכולה לתעדף טעינה בשעות בהן הייצור גבוה, ולהפחית טעינה בשעות בהן יש עומס על הרשת.

• הפחתת עלויות: תמחור דינמי שמבוסס על תחזיות הביקוש מעודד נהגים להטעין בזמנים זולים יותר, ומקטין את עלויות התפעול. 

דוגמה מהשטח: מערכת ניהול הטעינה החכמה Greems.io -

אחת הדוגמאות הבולטות ליעילות של ניהול דינאמי היא מערכת ניהול הטעינה של חברת Greems.

הבדיקה נערכה במתחם טעינה שנבנה "לפי הספר" – כלומר, 10 עמדות טעינה, כל אחת מחוברת לחיבור תלת-פאזי של 32 אמפר (עד 11 קילוואט לעמדה), בדיוק כפי שממליצים בתקן. סך כל החשמל הפנוי למתחם: 110 קוט״ש.לאחר בדיקת ההתקנה המקורית, נוספו עוד 27 עמדות המחוברות על אותה תשתית חשמל.

תוצאות יוצאות דופן

בבדיקות נמצא כי בעזרת מערכת הניהול החכמה ומודל הלמידה וניהול העומסים, ניתן היה לטעון לא פחות מ-37 רכבים לטעינה כמעט מלאה (95%–100%) במהלך 12 שעות – כלומר, טעינת לילה סטנדרטית עבור דיירי בניין או משתמשי האתר.

מדוע זה קורה?

• ניהול עומס מתקדם: המערכת של Greems לא רק מחלקת את ההספק בין הרכבים, אלא גם מתחשבת בפרופיל הצריכה של כל רכב, זמני הגעה ויציאה, ומייעלת את חלוקת החשמל לאורך כל זמן השהיה.

• ניצול מקסימלי של התשתית: במקום מצב שבו כל עמדה ״שומרת לעצמה״ 11 קילוואט גם כשהיא לא בשימוש, המערכת מפנה את ההספק לעמדות פעילות בלבד – וכך מאפשרת טעינה של הרבה יותר רכבים באותו פרק זמן.

• ביצועים מוכחים: תוצאות אלו עולות בהרבה על מערכות ניהול אחרות, בהן לעיתים רבות לא מצליחים לטעון מספר כה רב של רכבים בפרק זמן דומה.

יתרון לבעל מתחם הטעינה

המשמעות לבעל החניון ברורה:במקום להסתפק ב-10 רכבים בלילה (אחד לכל עמדה), ניתן לשרת 37 רכבים – פי שלושה ויותר – מבלי להגדיל את חיבור החשמל וללא השקעות נוספות בתשתית. זהו ניצול מיטבי של המשאב הקיים, הגדלת ההכנסות, ושיפור משמעותי בחוויית הלקוחות.

סיכום

התקנת עמדות טעינה לרכבים חשמליים אינה מחייבת הגדלת חיבור החשמל או השקעות עתק. מערכות ניהול דינאמי של העמדות, כמו זו של  Greems מאפשרות ניצול מיטבי של ההספק הקיים, חוויית טעינה טובה ללקוחות, גמישות בהוספת עמדות בעתיד, וחיסכון משמעותי בעלויות. שילוב עם מערכות חיזוי מתקדמות מעלה את היעילות לרמה חדשה – מאפשר טעינה של יותר רכבים, בצורה בטוחה, חסכונית ומותאמת אישית, ומבטל את החשש ממגבלת החשמל.

החשש מחוסר חשמל כבר לא רלוונטי בעידן הניהול הדינאמי והחיזוי החכם