Schneider Electric Araştırma Enstitüsü’nün 13 bölgede ve beş farklı bina türünde gerçekleştirdiği analiz, akıllı şarjın elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla artan enerji talebinin yönetilmesindeki rolünü ortaya koyuyor.

Ticari binalar, elektrik talebinin yönetilmesinde zaman geçtikçe daha aktif rol üstleniyor. Onlarca yıl boyunca binalar ihtiyaç duydukları elektriği şebekeden temin ediyor; ortaya çıkan maksimum enerji taleplerini idare etme sorumluluğu ise şebekelere kalıyordu. Bu yaklaşım artık geçerliliğini yitiriyor. Bina sahiplerinin, enerji talebi yönetimini temel bir işletme görevi olarak görmeleri gerekiyor.

Elektrikli araçların (EV) yaygınlaşması, ticari binaları pasif enerji tüketicilerinden enerji yönetiminde aktif rol üstlenen katılımcılara dönüşmeye zorluyor. EV’lerin 2020’li yıllarda ve 2030’lara doğru yaygınlaşmasıyla birlikte devreye alınan her yeni şarj ünitesi, otellere girişlerden sabahları ofislere varışlara kadar çoğu zaman yoğun dalgalar şeklinde ilave elektrik talepleri oluşturuyor. Bu talebin boyutu, EV’lerin en yaygın olduğu gelişmiş pazarlarda şimdiden açıkça görülüyor. Analizimiz, büyük bir iş merkezinde aynı anda onlarca şarj noktasına ihtiyaç duyulabileceğini gösteriyor. Bu sayı, 2035 yılına kadar 100’ün üzerine çıkacak; diğer pazarlarda ise bu seviyelere yaklaşacak.

Kısa zaman önce yayımladığımız ‘Net Sıfır Emisyonlu Binalara Doğru: Akıllı EV Entegrasyonu İçin Yatırım Gerekçesi’ başlıklı raporumuz, 13 bölge ve 5 farklı bina türünde toplam 65 kullanım senaryosunu modellemişti: hastaneler, ofisler, okullar, oteller ve perakende satış noktaları. Temel bulgu, akıllı şarjın EV’lerdeki büyümenin bina düzeyinde yönetilebilmesini sağlayabileceğiydi. Kontrolsüz araç şarjı, 2035 yılına kadar EV yoğunluğunun en yüksek olduğu pazarlardaki küçük oteller ve açık hava alışveriş merkezlerinin şebekeden çektiği maksimum gücü, bu tesislerin şebeke limitinin %200–%300’üne kadar çıkarabilir. Tesisin şebeke limiti, bir binanın şebekeden çekmesinin planlandığı veya sözleşmeyle belirlenen maksimum güç miktarıdır.

Akıllı şarj sayesinde modellenen hiçbir tesiste şebeke limiti aşılmadı. Akıllı şarj, EV’lerin ne zaman ve hangi hızda şarj edileceğinin, planlanan ayrılış zamanları, mevcut tesis kapasitesi ve elektrik fiyatlarındaki değişim sinyalleri dikkate alınarak koordine edilmesi anlamına geliyor. Araştırma bulguları, EV’lerin benimsenmesinin neden yük yönetimi, tarife tasarımı ve şebeke planlamasına bağlı olduğunu ortaya koyuyor.

Elektrikli araçların entegrasyonu yalnızca elektrik kapasitesinin artırılmasıyla değil, etkin yük yönetimiyle de ilişkili.

1. Maksimum talep kontrolü işletmenin sorumluluğunda

Maksimum talep geleneksel olarak bugüne kadar, artırılmış kapasite, daha iyi altyapı ve daha hızlı bağlantılar gibi, şebekenin gerçekleştirdiği kapasite iyileştirmeleriyle yönetildi. Akıllı şarj, binalara en hızlı artan elektrik yüklerinden birini doğrudan kontrol etme olanağı sunarak bu denklemi değiştiriyor. Binalar, EV’lerin şarj talebini akıllıca yöneterek maksimum tüketimi sınırlayabiliyor, şebeke limitleri içinde kalabiliyor ve maliyetli elektrik altyapısı iyileştirmelerini erteleyebiliyor. Bina EV yükünü yönettiğinde, önlenebilir talebi şebekeye yansıtmadan kendi maksimum talebini kontrol altında tutarak şebeke limitini aşmıyor.

Altyapı iyileştirmelerine gerek duyulmadan maksimum talep kontrolü

EV’lerin yaygınlaşmasıyla, birçok ticari tesiste şarj talebinin belirli araç giriş zamanlarında artması ve binanın mevcut şebeke limitini aşmasına yol açacak kısa süreli maksimum talep yüklerinin oluşması bekleniyor. Modelleme, akıllı şarjın, şarj zamanlaması ve hızını sürücülerin ihtiyaçları ve tesisin kapasitesi doğrultusunda koordine ederek maksimum talepleri dengeleyebileceğini gösteriyor. Akıllı şarj, test edilen tüm tesislerin trafo kapasitesinin artırılmasına, elektrik altyapısının güçlendirilmesine veya sürücülerin sırada beklemesine gerek duyulmadan şebeke limitleri içinde kalmasını sağladı.

Modellenen 65 tesisin tamamı, yalnızca akıllı şarjla şebeke limitleri içinde kalıyor.

EV’ler %100’e yakın sürücü memnuniyeti ve yeterli şarjla binadan çıkış yapıyor.

  • EV şarj işlemlerini, talebin yoğun olduğu giriş zamanlarından maliyet ve talebin daha düşük olduğu zamanlara kaydırıyor.
  • Hastaneler, ofisler, okullar, oteller ve perakende satış noktalarında kullanılabiliyor.
  • İlk şarj ünitesinden başlayarak, binada elektrik üretimi veya enerji depolama gerektirmeden uygulanabiliyor.

Maksimum talep davranışları büyük ölçüde tesise özgü. On iki şarj ünitesine sahip bir otelin elektrik talebiyle, 100 üniteye sahip bir iş merkezinin veya sabahın erken saatlerinde vardiya değişimlerinin gerçekleştiği bir hastanenin talebi farklı. Akıllı şarj, her ortama uyum sağlayarak şarj işlemlerini araçların çıkış zamanlarına göre planlıyor ve tesisin şebeke limitleri içinde kalmasına yardımcı oluyor. Bina, önlenebilir bir yükü şebekeye yüklemektense şarj talebini yönetiyor.

2. Tarife tasarımı, yatırım gerekçesini belirliyor

Maksimum talep yönetimini teşvik eden piyasalarda, akıllı şarj kısa sürede kendi maliyetini karşılayabiliyor. Talebe dayalı ekstra ücretler, tüketicilere aylık maksimum talepleri üzerinden yansıyor. Sözleşmeli kullanımda, bu kapsamda belirlenen elektrik tüketim miktarı esas alınıyor ve bunu aşan binalara ek ücret uygulanıyor. Fransa için modellenen beş bina türünün tamamında yatırım maliyetinin karşılanma süresi on iki aydan kısa. Akıllı şarj trafo kapasite artırımına duyulan ihtiyacı ortadan kaldırdığında, işletme tasarrufları hesaba katılmasa bile, kaçınılan sermaye harcamaları tek başına kontrolör maliyetini aşabiliyor.

Bir yılda yatırım maliyetini karşılayan fatura tasarrufları

Fransa, İspanya, Kanada ve ABD gibi talebe dayalı ekstra ücretlendirmenin veya sözleşmeli elektrik kullanımının söz konusu olduğu piyasalarda, akıllı şarj maksimum talep zamanlarından kaçınarak faturaları düşürüyor.

1 yıldan kısa süre: Fransa’daki beş bina türünün tamamında akıllı şarj yatırımının maliyetinin karşılanma süresi.

0 yıl geri ödeme süresi: Alçak gerilimli binalarda şebeke güçlendirmesine gerek duyulmamasıyla sağlanan tasarruf, tek başına kontrolör maliyetini karşılıyor.

  • Kullanım zamanını, talebe dayalı ekstra ücretlendirmeyi ve sözleşmeli elektrik maliyetlerini optimize ediyor.
  • EV’lerin yaygınlaşmasıyla birlikte yönetilecek şarj yükünün artması tasarrufları yükseltiyor.
  • Maksimum talebin maliyetli olduğu yerlerde ekonomik getiriler en yüksek seviyede.

Bu yatırımın ekonomik gerekçesi zaman içinde daha da güçlenebilir. Çalışanlar, misafirler ve ziyaretçiler EV’leri daha fazla kullandıkça, zamanlaması yapılacak şarj yükü ve elde edilecek tasarruf da artıyor. Akıllı şarj sistemi, özellikle maksimum talebin maliyetli olduğu yerlerde, elektrikli araç sayısı yükseldikçe daha da işlevsel hale gelebiliyor.

3. Akıllı binalar şebeke üzerindeki yükü azaltıyor

Akıllı şarj binanın kendi maksimum talebini yönetmesine yardımcı oluyor. Ölçek büyüdükçe, bina düzeyindeki kontrol, Dağıtım Sistemi Operatörlerinin (DSO’ların) yoğun şarj talebini karşılamak için şebekede artırması gereken kapasiteyi azaltabiliyor. DSO’lar, yerel elektrik dağıtım şebekelerinden sorumlu kuruluşlar.

Trafo kapasite artırımları ve ilişkili maliyetlerden kaçınma

Kontrolsüz şarjın gizli maliyeti, gerektirebileceği altyapı yatırımlarında ortaya çıkıyor. Akıllı şarj, trafo ve ana dağıtım panosunda geleneksel şarjın gerektirebileceği kapasite artırımlarını önleyebiliyor.

100 bin eurodan fazla önlenen yatırım harcaması- EV’lerin 2035 yılındaki pazar payı göz önüne alındığında, büyük bir iş merkezi için kaçınılan tutar.

Sıfır DSO harcaması - Şebekenin yükü binada yapılacak özel yatırımla azaltılacağı için akıllı şarj sistemi için DSO harcaması gerekmiyor.

  • EV’lerin 2035 yılındaki kullanım yoğunluğu hesaba katıldığında, akıllı şarj büyük bir iş merkezinin ikinci bir 2.000 kVA’lık trafoya ihtiyaç duymasını önleyebilir.
  • NF C 15-100 elektrik tesisatı standartları ve Enedis bağlantı kuralları esas alınmaktadır.
  • Çok sayıda bina kümülatif değerlendirildiğinde, buralarda maksimum yükün hafifletilmesi şebeke güçlendirme ihtiyacını azaltabilir.

Brattle Group’un yaptığı bir araştırma, ABD’deki elektrik kullanıcılarının, talebi yöneterek önümüzdeki on yılda 110 ila 170 milyar dolar tasarruf edebileceğini öngörüyor. Analizimiz de benzer sonuçlara işaret ediyor: çok sayıda bina maksimum şarj yükünü kendileri yönettiğinde, DSO’lar ile elektrik tüketicilerinin sistemsel maliyetlerden kaçınmalarına yardımcı olabiliyor.

Politika açısından ise çıkarım net: talebe dayalı ekstra ücretlendirme veya sözleşme kapsamında aşım bedeli içeren tarifeler, akıllı şarjı finansal açıdan daha cazip hale getiriyor. Bu işaretin ortaya çıktığı yerlerde, binalar özel sermayeyle finanse edilen talep yönetimi yatırımları sayesinde şebeke üzerindeki yükün azaltılmasına katkı sağlayabiliyor. Bu işaretin olmadığı durumlarda ise, benimseme süreci yavaşlayabiliyor.

Akıllı şarj, binaların EV kullanımını yaygınlaştırmasına nasıl yardımcı olabilir?

Akıllı şarj, bina sahiplerine önlenebilir maksimum talepleri şebekeye yüklemeden EV sayısındaki artışa hazırlanmaları için pratik bir yol sunuyor. EV’ler yaygınlaşırken ticari binalar, şarj süreçlerini kapasiteleri, sürücü ihtiyaçları ve tarife bağlamındaki fiyat farklılıklarına göre koordine ederek şebeke limitleri içinde kalabiliyor, işletme maliyetlerini azaltabiliyor ve altyapı yatırımlarını erteleyebiliyor. Bina türleri, bölgeler ve EV’lerin benimsenmesine yönelik farklı senaryolara göre yapılan kapsamlı modellemeyi incelemek için Schneider Electric Araştırma Enstitüsü tarafından hazırlanan “Net Sıfır Emisyonlu Binalara Doğru: Akıllı EV Entegrasyonu için Yatırım Gerekçesi” başlıklı rapora göz atabilirsiniz.

Başlıca Çıkarımlar

  • Akıllı şarj, şebeke üzerindeki yükü azaltmaya da yardımcı olabilen bir bina yatırımıdır.
  • Akıllı şarja ilk geçen binalar için temel gerekçe operasyonel ve finansaldı: maksimum talep seviyesinin düşürülmesi, daha düşük işletme maliyetleri ve artan şarj yüküne hazırlıklı olma.
  • Şebeke için faydalar ise ölçek büyüdükçe ortaya çıkabiliyor.