Az elektromos autók terjedésével egyre több autóhasználó szembesül azzal, hogy az EV-töltés költsége és műszaki háttere jóval összetettebb kérdés, mint ahogyan azt elsőre gondolta. Az összköltségbe ugyanis nemcsak az számít bele, hogy mennyi energiát használunk fel, hanem az is, hogy mikor, milyen hálózati környezetben és milyen tarifák mellett történik a töltés. Vajon a villamosenergia-aggregátor megoldások segíthetnek az e-mobilitás akadályainak lebontásában?
Egy magyar fejlesztésű, aggregátori szemléletű fejlesztés – ami egy, a Modernizációs Alap által támogatott projekt keretében valósult meg – arra kínál hatékony választ, hogy hogyan lehet az elektromosautó-töltést okosabban, rugalmasabban és költséghatékonyabban megoldani.
Hogyan válik problémává az elektromos járművek töltése?
Az elektromos autók töltésének jelentős része privát helyszíneken történik: családi házaknál, társasházakban, irodaházaknál vagy vállalati parkolókban. A problémák jellemzően két fő okra vezethetők vissza:
- Korlátozott hálózati kapacitás: ha egyszerre sok autó tölt, a helyi villamos hálózat gyorsan elérheti azt a teljesítményhatárt, amit még biztonságosan ki tud szolgálni. A csatlakozás bővítése sok esetben költséges vagy hosszadalmas.
- Változó energiaköltségek: egyre több helyen jelennek meg az időszakos, rugalmas tarifák, illetve a nagyobb fogyasztóknál már ma is gyakori, hogy az ár a másnapi villamosenergia-piaci árakhoz (napi menetrend szerinti, úgynevezett DAM ár) igazodik.
Ez azt jelenti, hogy az összes energiaköltség nemcsak a felhasznált kilowattórák számától függ, hanem attól is, hogy mikor történik a töltés, illetve, hogy a csúcsterhelések miatt jelentkeznek-e többletdíjak.
Mi az aggregátor megoldások lényege?
Az Optimum Aggregátor egy olyan szoftver- és hardverrendszer, amely több eszközt fog össze: napelemeket, vezérelhető autótöltőket és akkumulátoros energiatárolót. A cél egyszerű, a megoldás összetett: úgy kell beállítani és szabályozni kvázi valós időben a töltők (és a tároló) időzítését és teljesítményét, hogy a felhasználók számára a lehető legalacsonyabb legyen az energiaköltség. Ehhez a rendszer egyszerre kezeli az elektromos autók töltését és – ha van – az energiatároló működését, illetve ezek kombinációját. Ez nagyságrendekkel összetettebb vezérlés, mint például egy hagyományos éjszakai „bojler” kapcsolgatása: itt sok eszközt kell összehangolni, miközben hálózati korlátoknak, tarifáknak és felhasználói elvárásoknak is meg kell felelni.
Autós szemmel mindez úgy foglalható össze: nem az a cél, hogy „ne tölts”, hanem az, hogy akkor tölts többet, amikor az olcsóbb vagy helyben termelt energia áll rendelkezésre (pl. napelem), miközben teljesül például az olyan alapvető felhasználói követelmény is, hogy „reggelre feltöltve álljon készen az autó”.
Három egyszerű példa az aggregátor működésére
1. Napelem-többlet kihasználása: napközben gyakran előfordul, hogy a napelemes termelés meghaladja az aktuális helyi fogyasztást. A napelemek termelése időjárástól függően ingadozó: a körülmények állandó és folyamatos változása gyorsan meg tudja változtatni, hogy mennyi villamosenergia termelődik. Ezt lehet előre jelezni, de nem tökéletes pontossággal. A villamosenergia-rendszerben viszont minden pillanatban egyensúlyban kell lennie a termelésnek és a fogyasztásnak, ezért nagy mennyiségű, változó termelést nem mindenhol lehet korlátlanul „ráengedni” a hálózatra. A visszatáplálási korlátok és az időjárásfüggő termelés miatt tehát a többlet nem mindig hasznosul hatékonyan. Az Optimum Aggregátor ilyenkor a töltést és az energiatárolást a helyben elérhető termeléshez igazítja, így ugyanaz a kWh nagyobb arányban származik megújuló forrásból.
2. Időszakos, azaz okostarifák kihasználása: sok tarifánál a kWh ára a napszaktól függ: vannak csúcsidősávok és kedvezőbb sávok. Ha az autó hosszabb ideig áll, a töltés időzítése lehet rugalmas. A rendszer úgy osztja el ezt, hogy a kívánt időpontra az akkumulátor feltöltődjék, miközben a töltés nagyobb része az olcsóbb idősávokra esik. Ez különösen több töltőpont esetén eredményez jelentős költségcsökkenést.
3. Hálózati terhelés (töltési teljesítmény) korlátozása: egy helyszínen nemcsak az összes felhasznált energia számít, hanem a pillanatnyi terheltség is. Ha sok autó kezd el egyszerre tölteni, a helyszín könnyen elérheti a hálózati korlátot. Egy bizonyos határ fölött a csatlakozás bővítése pedig költséges. Az Optimum Aggregátor nem engedi túllépni a beállított hálózati korlátot: a töltési teljesítményt elosztja a töltők között, a szükséges energiát pedig későbbi időszakban pótolja. A gyakorlatban jellemzően biztonsági tartalékot is hagy, hogy biztosan ne legyen teljesítmény-túllépés még hektikusan változó terhelés mellett sem.
Honnan indult a projekt? Hol tart most?
A fejlesztés egy, a Modernizációs Alaphoz kapcsolódó ÉMI, később NFÜ támogatású pályázatból indult, fejlesztése három éven keresztül zajlott. A cél olyan aggregátori fejlesztés kidolgozása volt, amely valós környezetben is demonstrálja, hogyan integrálhatók a megújuló energiaforrások, az elektromos autók és a rugalmas fogyasztók egy működő rendszerbe.
A projekt sikeresen lezárult, a rendszer üzemel, az üzemeltetési tapasztalatokat pedig folyamatosan visszacsatoljuk a fejlesztésbe. A megszerzett tapasztalatok jól mutatják, milyen műszaki, szabályozási és üzleti kihívásokkal kell számolni hasonló beruházások esetén.
Tőmondatos tanulságok
A megvalósítás ideje alatt sok olyan helyzet volt, ami a valós projektekben szinte mindig előjön. Ezekből a legfontosabb tanulságok:
- Helyszín és időzítés: a megfelelő helyszínt nem elég „kiválasztani” – időben kell lépni. Az infrastruktúra-beruházások (pl. hálózati csatlakozás, kivitelezés) átfutási ideje hosszú, ezért a csúszások nagy hatással vannak a teljes projektre.
- A feladatok köre (vállalás) változhat: a projekt során a helyszín mellett a feladatok köre is megváltozott. Ezt csak akkor lehet jól kezelni, ha van egyértelmű döntési folyamat, így a változások hatását (idő, költség, kockázat) gyorsan fel tudjuk mérni.
- Szabályozási megfelelés: a szabályozási feltételeknek való megfelelés folyamatos figyelmet igényel, ezért időt / erőforrást kell rá tervezni (nem „mellékfeladat”).
- Energiaárak és üzleti számítások: a három év alatt drasztikusan változtak az energiaárak, ezért az üzleti megtérülési számításokat többször újra kellett nézni. Ami „tegnap” jó volt, az „holnapra” lehet, hogy már másképpen néz ki.
- Költségszerkezet változása: a fejlesztési és munkaerőköltségek jelentősen nőttek, miközben egyes elemek (például az energiatárolók) olcsóbbak lettek. Ez folyamatos erőforrás- és költségterv-felülvizsgálatot, illetve alkalmazkodást igényelt.
Konzorciumi együttműködés és tudásmegosztás
A projekt három, eltérő szakterületet képviselő vállalat együttműködésében valósult meg:
- Smart Digital Kft. – töltésmenedzsment üzemeltető (CPO), 600+ töltőpont üzemeltetési és rendszerintegrációs tapasztalattal
- ORC Consulting Kft. – informatikai és fejlesztési kompetenciák, különösen az elszámolással és ügyfélkezeléssel kapcsolatos szoftveres funkciók területén
- EKT Solutions Kft. – közel évtizedes tapasztalat energetikai algoritmusfejlesztés, energiaoptimalizáció és szabályozástechnika területén
A fejlesztés egyik legfontosabb hozadéka nemcsak maga a működő rendszer, hanem az a felhalmozott gyakorlati tudás, amely a jövőbeni beruházások tervezését és megvalósítását is segítheti.
Gyors piaci bevezetés, skálázható megoldás
Az aggregátori megoldás töltőhardver-független, a szabványos kommunikációt (pl. OCPP 1.6) támogató eszközökkel együttműködik. Ennek köszönhetően a rendszer gyorsan adaptálható különböző helyszíneken – hozzájárulva ahhoz, hogy az elektromosjármű-felhasználók minél több helyen juthassanak olcsóbb, zöldebb és kiszámíthatóbb töltéshez.
Az ilyen fejlesztések nemcsak egy-egy konkrét helyszín vagy projekt számára hozhatnak kézzelfogható eredményeket, hanem szélesebb körben is irányt mutatnak arra, hogyan lehet a megújuló energiát, az elektromos mobilitást és a hálózati korlátokat összehangolni. A projekt során szerzett tapasztalatok és bevált gyakorlatok jól alkalmazhatók más beruházások tervezésénél és megvalósításánál is, legyen szó lakossági, vállalati vagy önkormányzati környezetről. A cél hosszú távon az, hogy az elektromos közlekedés ne csak környezetbarát, hanem gazdaságosan és kiszámíthatóan működtethető alternatíva legyen minél több felhasználó számára. A konzorciumi tagok a projekt eredményeiről és az üzemeltetés során szerzett tapasztalatokról a jövőben is beszámolnak majd.
