Heippa, heippa polttomoottori!
Euroopan unioni (EU) sopi hiljattain, että polttomoottorin pitäisi kuulua menneisyyteen vuoteen 2035 mennessä. Tavoitteena on ns. ”Green Deal” – joka sisältää myös polttomoottorin käytön lopettamisen – on vähentää kestävästihiilidioksidipäästöjä, minkä vuoksi uusia polttomoottorilla varustettuja ajoneuvoja ei enää sallita. Tulevaisuus on siis selvästi sähköautoissa. Yhä useammat yritykset ja yksityishenkilöt keskittyvätkin jo nyt sähköiseen liikkuvuuteen. Kaikkien, jotka päättävät sähköauton puolesta vuonna 2024, on kuitenkin ensin ratkaistava kaksi keskeistä kysymystä:
- Mistä löydän sopivia latauspisteitä?
- Kuinka paljon aikaa on varattava sähköauton lataamiseen?
Hyvä uutinen on, että sähköisen liikkuvuuden ala kehittyy tällä hetkellä nopeasti. Latausasemia kehitetään yksityisiin ja julkisiin tiloihin, ja sähköisen liikkuvuuden alan uusien teknologioiden tutkimus on käynnissä. Tarkastellaan kuitenkin ensin sähköisen liikkuvuuden oletettua akilleen kantapäätä: latauspisteitä ja latausaikoja.
E-latausasemat ja ajoneuvomallit vaikuttavat latausaikoihin
Ensinnäkin on tärkeää tietää, että vaihtovirtalatauksen (AC) ja tasavirtalatauksen (DC ) välillä tehdään perusero. AC tarkoittaa ”vaihtovirtaa” ja DC ”tasavirtaa” . Vaihtovirtalatauksessa sähköverkosta otettu vaihtovirta muunnetaan ajoneuvossa tasavirraksi. Tämä tasavirta lataa sitten sähköajoneuvon akkua. Ero tasavirtalataukseen: Sähkö muunnetaan tasasähköksi suoraan latausasemassa ennen kuin se ladataan suoraan ajoneuvon akkuun. Tässä on ensimmäinen ero latausajassa: vaihtovirtalataus, joka tunnetaan myös nimellä ”normaali lataus” tai ”tavallinen lataus”, kestää huomattavasti kauemmin kuin tasavirtalataus, joka tunnetaan myös nimellä ”pikalataus ”.
Suurin ero sähköautojen vaihtovirtalatauksessa on kuitenkin itse ajoneuvossa ja vähemmän infrastruktuurissa. Se riippuu erityisesti ajoneuvon sisäisen laturin tehosta. Tyypilliset tehotasot ovat 11 kW tai 22 kW. 22 kW on poikkeus, ja se on mahdollista vain 3 x 32 ampeerin syöttöverkon yhteydessä, jota on saatavilla vain muutamissa kotitalouksissa/autoparkkipaikoissa/maanalaisissa pysäköintilaitoksissa/parkkipaikoilla. Yleisin on 3 x 16 ampeeria, mikä mahdollistaa noin 11 kW:n lataustehon. Jos ajoneuvossa on kuitenkin vain yksivaiheinen sisäinen laturi, ajoneuvo vähentää lataustehon noin 3,7 kW:iin.
Tämä tarkoittaa, että kaikki sähköajoneuvomallit eivät ole yhteensopivia tasavirtalatausaseman kanssa!
Nyt kun olemme tarkastelleet vaihtovirta- ja tasavirtalatauksen välisiä peruseroja ja tiedämme myös, että automallilla on merkittävä rooli latausajassa, tarkastellaanpa yleiskatsausta tekijöistä, jotka voivat vaikuttaa sähköauton latausaikaan:
- Vastaava latausasema
- Virtalähteen tyyppi (tasavirtalataus vs. vaihtovirtalataus).
- Tulpan tyyppi
- Sähköauton malli
- Sähköauton akun latauskapasiteetti tai energiasisältö.
- Ulkolämpötila latauksen aikana
Sähköautojen keskimääräinen latausaika
Kuten edellä on kuvattu, latausaika riippuu monista eri tekijöistä. Siksi sähköautoille ei ole olemassa ”yhtä keskimääräistä latausaikaa”. Toisaalta latausaika riippuu latausaseman käytettävissä olevasta tehosta, akun suorituskyvystä latauksen aikana, akun varaustilasta ja akun kapasiteetista tai energiasisällöstä. Tässä esimerkissä oletetaan, että akun energiasisältö on 80 kWh. Ero voidaan kuitenkin tehdä vastaavan lataustehon perusteella vastaavalla latausasemalla:
- AC 3,7 kW: noin 22 tuntia 0-100 %:sta 100 %:iin.
- AC 11 kW: noin 7 tuntia 0-100 %:sta 100 %:iin.
- DC 50 kW: noin 1,5 tuntia 0-100 %:sta 100 %:iin.
- DC 150 kW: noin 30 minuuttia 0-80 %:sta 80 %:iin
- DC 350 kW: noin 12 minuuttia 0-80 %:sta 80 %:iin
Yleisesti ottaen voidaan erottaa kolme erilaista lataustapaa latauskapasiteetin mukaan:
- Normaali lataus (3,7 kW:sta alkaen)
- Pikalataus (alkaen 22 kW)
- Suuritehoinen lataus (alkaen 150 kW)
Lähde: Shell
Huomaa: pikalataus on käytännöllistä, mutta kalliimpaa, eikä se ole mahdollista kaikissa sähköautoissa. Lisäksi pikalataus ei ole yhtä hellävarainen sähköauton akulle! On myös huomattava, että vaihtovirtalatauspisteitä on tällä hetkellä pääasiassa yksityisissä ja julkisissa tiloissa. Täysi lataus 100 prosenttiin asti tehdään yleensä vaihtovirtalatauspisteissä. Tasavirtalatausvaihtoehtoja on saatavilla pääasiassa moottoritien huoltoasemilla. On myös huomattava, että ajoneuvon akut vähentävät latauskapasiteettia huomattavasti korkeammilla lataustasoilla (noin 80 prosentista alkaen). Siksi pikalataus on järkevää vain noin 80 %:iin asti, jotta edistyminen olisi nopeaa.
Nopeampi lataus tulevaisuudessa
Tasavirtalatausasemien (350 kW) laajentaminen on jatkossakin keskeinen kysymys latausaikojen parantamisessa tulevaisuudessa. Tehokkaat latausasemat mahdollistavat sähköajoneuvojen lataamisen huomattavasti lyhyemmässä ajassa, ja ne soveltuvat siksi erityisen hyvin pitkille matkoille, jotka vaativat useita latauspysähdyksiä.
Sähköautomallien ja niiden tekniikan optimointi on toinen tärkeä pilari ”latausaikojen parantamisen” kannalta, jotta tasavirtalataus olisi ylipäätään mahdollista. Akkukemian kehittyminen voisivat edelleen lyhentää latausaikoja ja lisätä energiatiheyttä. Tehokkailla jäähdytysjärjestelmillä on myös tärkeä rooli, jotta suuri latausteho voidaan käsitellä turvallisesti ilman akun ylikuumenemista. Nämä tekniset innovaatiot eivät ole vielä hyödyntäneet koko potentiaaliaan, ja ne ovat ratkaisevia sähköisen liikkuvuuden tulevaisuuden kannalta. Toinen näkökohta on älykkäiden latausjärjestelmien integrointi, jotka voivat dynaamisesti mukauttaa ja optimoida latauksen. Tällaiset järjestelmät voisivat esimerkiksi lyhentää latausaikoja mukauttamalla latausprofiileja akun tilan ja senhetkisten verkko-olosuhteiden perusteella.
Teknisen kehityksen lisäksi poliittiset toimenpiteet ja investoinnit latausinfrastruktuuriin ovat myös erittäin tärkeitä. Hallitusten ja yritysten on tehtävä yhteistyötä luodakseen valtakunnallisen ja tehokkaan sähköisten latauspisteiden verkoston.
Yhteenvetona voidaan todeta, että teknisten innovaatioiden, latausinfrastruktuurin strategisen laajentamisen ja poliittisen tuen yhdistelmä on ratkaiseva tekijä, kun sähköautojen lataamista yksinkertaistetaan tulevaisuudessa merkittävästi ja latausaikoja lyhennetään huomattavasti.