Za Glas Opova, Marija Pavlović,
BEOGRAD, 16. januar 2025.
Energetska tranzicija premešta teret benzinskih pumpi na elektromrežu, stvarajući opterećenja u talasima, lokalno koncentrisana, koja prete postojećoj infrastrukturi. Većina vozila puni se uveče, kada mreža već nosi teret domaćinstava, što izaziva povećane vršne udare u večernjim satima.
Ovaj tekst objašnjava kako ta promena utiče na urbanu i prigradsku infrastrukturu i koje su smernice rešenja.
Kako elektrifikacija menja potražnju za energijom?
Električna vozila ne troše energiju ravnomerno tokom dana. Većina vlasnika puni automobile uveče, kada se vraćaju kući sa posla. U tom trenutku mreža već nosi opterećenje od domaćinstava – grejanje, kuvanje, osvetljenje. Dolazak nekoliko vozila u istoj ulici može izazvati preopterećenje transformatora. Večernji špic često poklapa potražnju za punjenjem i uobičajenu kućnu potrošnju. Prosečan električni automobil sa baterijom od 60 kWh zahteva oko 50 kWh za puno punjenje od nule do sto procenata. Ako se to punjenje obavlja sporim AC punjačem snage 7 kW, proces traje između sedam i osam sati.
Ako se koristi brzi DC punjač od 50 kW, punjenje se završava za sat vremena. Opterećenje na mrežu u tom periodu je ekvivalentno potrošnji nekoliko stambenih zgrada istovremeno.
Planiranje mreže mora uključiti opterećenja koja donosi brzo i sporo punjenje električnih automobila, naročito u urbanim sredinama. Brzo punjenje stvara kratke, ali intenzivne špiceve. Sporo punjenje produžava period opterećenja, ali ga ravnomernije raspoređuje. Različiti režimi punjenja zahtevaju različite pristupe u dizajnu i upravljanju infrastrukturom.
Problem nije samo u tome koliko energije vozila troše, već kada je troše. Ako svih deset vlasnika u jednoj zgradi priključi automobile između 18 i 20 časova, lokalni transformator može pregoreti. Zamena transformatora košta desetine hiljada evra. Zahteva nedeljama planiranja i izvođenja radova.
https://pixabay.com/photos/plug-in-electricity-e-car-2783574/
Mrežni izazovi u gradskim i prigradskim zonama
Gradske sredine suočavaju se sa specifičnim problemima. Većina stambenih zgrada nema parking sa pristupom strujnim priključcima. Instalacija punjača u garažama zahteva odobrenje suvlasnika, investicije u infrastrukturu i, često, rekonstrukciju elektroinstalacija koje su stare nekoliko decenija. Instalacioni i vlasnički barijere otežavaju brzu ugradnju punjača u zgradama. U prigradskim zonama situacija je drugačija. Kuće sa dvorištima omogućavaju lakšu instalaciju kućnih punjača, ali distributivna mreža u tim područjima nije projektovana za dodatna opterećenja. Transformatorske stanice u stambenim naseljima obično pokrivaju između pedeset i sto domaćinstava, sa rezervom kapaciteta od oko 20%. Ako tridesetak domaćinstava istovremeno počne da puni vozila, ta rezerva nestaje.
Javne punjačke stanice rešavaju deo problema, ali stvaraju nove. Brze punjačke stanice zahtevaju direktnu vezu sa srednjenaponskom mrežom i snagu od najmanje 150 kW po priključku. To znači da svaka stanica sa četiri punjača traži 600 kW. To je koliko troši manja fabrika. Takve instalacije zahtevaju investicije u nove vodove, transformatore i, često, rekonfiguraciju celih delova mreže.
Primer iz prakse pokazuje kako to izgleda u praksi. U jednom beogradskom naselju instalirana je javna stanica sa šest brzih punjača. Tokom prvih meseci rada, stanica je bila slabo korišćena. Kada je broj električnih vozila u okolini porastao, stanica je počela da radi punim kapacitetom između 17 i 19 časova. Lokalna mreža nije izdržala – transformator je nekoliko puta iskočio. Operater je morao da ograniči broj istovremeno aktivnih punjača dok se ne izvrši rekonstrukcija. Ovaj primer ilustruje rizik od lokalnih kolapsa bez ranog planiranja.
Modeli za upravljanje vršnim opterećenjima
Rešenje nije samo u jačanju mreže, već i u pametnijem upravljanju potrošnjom. Sistemi za upravljanje opterećenjem mogu da pomere punjenje vozila na periode kada je mreža manje opterećena – obično između ponoći i šest ujutru. To zahteva saradnju između operatera mreže, vlasnika vozila i proizvođača punjača. Koordinacija aktera je ključna za efikasno pomeranje opterećenja.
Vremensko tarifiranje je najjednostavniji model. Niže cene struje noću podstiču vlasnike da pomere punjenje na periode van špica. U nekim zemljama razlika u ceni može biti i do 50%. To čini noćno punjenje ekonomski privlačnim. U Srbiji takvi modeli još uvek nisu široko primenjeni, ali pilot projekti pokazuju da funkcionišu.
Pametni punjači omogućavaju daljinsko upravljanje i automatsko prilagođavanje snage punjenja u zavisnosti od trenutnog stanja mreže. Ako mreža detektuje preopterećenje, punjač smanjuje snagu ili privremeno pauzira proces. Vozilo se i dalje puni, ali sporije. To vlasniku obično ne smeta jer automobil stoji parkiran tokom noći.
Lokalni baterijski sistemi nude dodatnu fleksibilnost. Baterije se pune tokom dana, kada je proizvodnja iz solarnih panela velika, a potrošnja manja. Uveče, kada dolazi špic, baterije snabdevaju punjače bez dodatnog opterećenja mreže. Ovaj model zahteva veće početne investicije, ali smanjuje potrebu za rekonstrukcijom mreže. Lokalne baterije omogućavaju brže skaliranje infrastrukture.
Jedan primer iz prakse dolazi iz Novog Sada, gde je kompanija instalirala kontejnerski baterijski sistem pored javne punjačke stanice. Baterija kapaciteta 200 kWh puni se tokom dana po nižoj tarifi. Snabdeva punjače uveče. Rezultat je stabilnije opterećenje mreže i niži operativni troškovi.
https://unsplash.com/photos/a-row-of-green-gas-pumps-at-night-tZ6FRpxgKaA
Praktični koraci za planiranje otpornije mreže
Lokalne vlasti i operateri mreže moraju da razviju strategije koje uzimaju u obzir različite scenarije rasta. Prva faza podrazumeva mapiranje postojećih kapaciteta i identifikaciju kritičnih tačaka – zone gde je mreža već blizu limita. To omogućava prioritizaciju investicija. Izbegavaju se situacije gde se infrastruktura gradi reaktivno, nakon što problemi već nastanu. Mapiranje kapaciteta je prvi korak ka ciljanim ulaganjima.
Zoniranje prioriteta pomaže da se resursi usmere tamo gde su najpotrebniji. Poslovne zone, parking centri i glavne saobraćajnice imaju prednost jer tamo dolazi do najveće koncentracije vozila. Stambena naselja slede u drugoj fazi, sa fokusom na lokacije gde je gustina električnih vozila već visoka ili se očekuje brz rast.
Saradnja sa privatnim investitorima može ubrzati proces. Operateri punjačkih mreža često su spremni da sami finansiraju deo infrastrukture ako dobiju dugoročne ugovore i stabilne uslove poslovanja. To smanjuje pritisak na javne budžete. Omogućava brže širenje mreže.
Standardizacija je ključna. Različiti tipovi priključaka, protokoli komunikacije i sistemi naplate komplikuju korišćenje javnih punjača. Usporavaju razvoj tržišta. Usklađivanje standarda na nacionalnom nivou omogućava interoperabilnost i olakšava integraciju novih učesnika. Standardi i interoperabilnost ubrzavaju implementaciju.
Obuka vlasnika vozila takođe igra ulogu. Mnogi korisnici nisu svesni kako njihove navike punjenja utiču na mrežu. Nisu svesni koliko mogu uštedeti pomeranjem punjenja na noćne sate. Kampanje koje objašnjavaju benefite pametnog punjenja mogu značajno smanjiti vršna opterećenja bez dodatnih investicija u infrastrukturu.
Elektrifikacija voznog parka donosi izazove koje postojeća mreža nije projektovana da podnese, ali rešenja postoje i već se primenjuju.
Kombinacija jačanja infrastrukture, pametnog upravljanja opterećenjem i saradnje između svih učesnika može obezbediti prelaz koji neće ugroziti stabilnost snabdevanja.
Pitanje nije da li mreža može izdržati električna vozila, već koliko brzo će se prilagoditi. Za još korisnih informacija, posetite naš sajt!
