Elektrikli Araçlar Ve Şarj İstasyonları


Ulaşım, insanoğlunun en temel ihtiyaçlarından birisidir. Bu ihtiyacımızı hava, deniz, kara veya demir yoluyla karşılayabilmekteyiz. Günlük hayatta en çok tercih edilen ulaşım şeklini ise kara yoluyla gerçekleştirmekteyiz. Karayolu ulaşım verilerine baktığımızda da, 2019 yılının nisan ayı TÜİK verine göre, Türkiye’de toplam 22 milyon 972 bin 552 adet motorlu taşıt bulmaktadır. Bu araçların, 12 milyon 457 bin 676 adeti (%54) otomobil olarak kayıtlara geçmiş durumda. Bu otomobillerin ise 3 milyon 86 bin 192 adeti (%25) benzinli , 4 milyon 621 bin 993 adeti (%37) dizel ve 4 milyon 703 bin 790 adeti (%38) LPG’li araçlardan oluşmaktadır. Geleneksel yakıt cinsleri kullanan otomobillerin sayısı ve ülkedeki payı bu kadar büyükken hibrit ve elektrik motorlu araçların toplam sayısı maalesef ki 7145 olarak kayıtlara geçmiş durumda. 



Fosil yakıtların kullanıldığı araçlar nedeniyle karbon salınımı artmış; hava kirliliği ve doğal kaynakların tüketimi gibi etmenler ise yaşamsal döngüye zarar verecek boyutlara ulaşmıştır. Tükenen enerji kaynağı sınıfına giren fosil yakıtlar hem daha yüksek maliyetli hem de çevreye zararlıdır. Bu sebeple fosil yakıt ile çalışan otomobiller yerine elektrikli motora sahip olan, günümüz teknolojisi ile entegre bir biçimde yakıt tasarrufu yapan, petrol tüketmeyen, sessiz ve yüksek verimlilikle çalışan motora sahip elektrikli araçlar tasarlanmıştır. 



Çevre dostu olarak tasarlanan bu elektrikli araçların satışları yıldan yıla ciddi oranda büyümektedir. Özellikle bu satışlardaki büyümenin ve insanların elektrikli araçlara olan ilgisinin artmasının 2012-2018 yılları arasında olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Elektrikli araç satışlarındaki en büyük sebepler ise; artan sera gazı emisyonu ve çevre kirliliğinin en gözlenebilir sonucu olan küresel ısınma konusunda önlem almanın artık kaçınılmaz olmasıdır. Fosil yakıtlar yerine sürdürülebilir kaynaklardan elde edilebilecek elektrik enerjisi ile çalışan bu araçlar, sıfır emisyon ile küresel ısınmaya ve insanlığın geleceğine karşı oldukça önemli bir adımdır. Elektrikli araçların, karbondioksit salınımını azaltmanın yanı sıra ses kirliliğini azaltmada da etkisinin olacağı öngörülmektedir.  



Teknoloji, çevreye zararlı ürünlerin dönüştürülüp yenilerinin üretilmesi için sürdürülebilir biçimde çalışmaktadır. Dolayısıyla gelişen teknoloji sayesinde, araçların çevreye verdiği zararlar tespit edilmiş ve ona alternatif olarak elektrikli araçlar üretilmiştir. 

 

Elektrikli Araçların Tarihçesi

Son 20-30 yıldır gündemimizde olan elektrikli araçların tarihi, sanıldığının aksine 1800’lere dayanmaktadır. 1800’lerde temelleri atılan ve geliştirilmeye başlanan elektrikli araçlar, özellikle 1970 ve 1980’lerdeki enerji krizleri ile birlikte, büyük bir ilgi kaynağı olmuştur ancak günümüzdeki gibi büyük bir hedef kitleye ulaşamamıştır. 2000’li yıllarda ise batarya ve güç teknolojilerindeki ilerlemeler, değişken petrol fiyatlarının sebep olduğu kaygılar ve sera gazını azaltma gereksinimi gibi önemli durumlar elektrikli otomobilleri yeniden gündeme getirmiştir. 2012 yılından itibaren de elektrikli araçlarda seri üretime geçilmiştir.


                                                                                                                 (İlk Uluslararası Otomobil Fuarındaki Elektrikli Araç)

                                                                                                                                                                                                    (Newyork-1990) 

                                                                                            

1909 yılında FORD firması tarafından seri üretime geçen içten yanmalı motorlu araçların yaygınlaşması elektrikli araçlar için sonun başlangıcı olmuştur. Elektrikli araçların maliyetinin diğer araçlara göre biraz daha pahalı olması, yeni karayollarının yapılması ile uzak mesafelere seyahatlerin gerçekleşmeye başlaması, şarj süresi ve diğer araçlara göre yüksek hızlara ulaşamaması gibi sebeplerden dolayı elektrikli araçlar içten yanmalı motorlu araçların gerisinde kalmıştır.
Elektrikli araçların gelişimi 1970 ve 1980 arasında yaşanan enerji krizleri ve petrol fiyatlarındaki dalgalanmalardan dolayı oldukça yavaş ilerlemiştir. Ancak yaşanan fosil yakıt kaynaklı hava kirliliğinin artması elektrikli araçları yeniden gündeme taşımıştır ve bu dönem yaşanan petrol krizi, petrol üreticisi olmayan pekçok ülkenin elektrikli araç araştırmalarına tekrardan şans vermesini sağlamıştır. 1980’li yıllarda hükümetler elektrikli araçların çevre dostu olmaları nedeniyle bu araçlara karşı duyulan ilgiyi artırmaya ve resmi kaynaklardan ekonomik destek vermeye başlamışlardır. Elektrikli araçların asıl gelişimi 1990’dan sonra yeni gelişen batarya teknolojileri ile olmuştur. 1997 yılında Toyota firması PRIUS isimli hibrit aracını piyasaya sürmüştür. Bu araç tüketicilerin beklentilerini büyük oranda karşılamış ve böylece ‘’İlk Büyük Ölçekli Seri Üretim Elektrikli Araba’’ olma unvanını kazanmıştır.


2000'li yıllarda elektrikli otomobillere olan ilgi bambaşka bakış açısı ile yenilenmiştir. 1990’ların başlarında CARB (California Air Resources Board) sayesinde yakıt verimliliği daha yüksek, sıfır emisyonlu araçlara geçişi öngören çalışmanın başlatılması da bu süreci hızlandıran bir durum olmuştur. Bu sayede otomobil üreticileri, elektrikli modeller geliştirmişlerdir.
2000’lerin sonlarında yaşanan küresel ekonomik problemler, otomobil üreticilerinin hibrit ve elektrikli araçların üretimini artırmaya yönelmesini sağlamıştır. Kaliforniyalı otomobil üreticisi Tesla Motors 2004 yılında ‘’Tesla Roadster’’ üzerinde geliştirmelere başlamış, elektrikli aracı ilk defa 2008 yılında müşteri ile buluşturmuştur. Mart 2012 itibariyle ise Tesla en az 31 ülkede 2250 den fazla Roadster modeli satmıştır.


Elektrikli Araçlar Nasıl Çalışır?
Öncelikle trafikte gördüğümüz otomobillerin çalışma prensibinden bahsedelim. Sahip olduğumuz ya da çevremizde gördüğümüz araçların motoru, içten yanmalı motordur. İçten yanmalı motorlarda benzin ya da mazot kullanılmaktadır ve yakıt motor içinde yanarak işlevini gerçekleştirmektedir. Yanma sonucu ortaya çıkan enerji ise harekete dönüşür.
Otomobillerin marş motoruna basıldığında, ilk olarak piston çalışmaktadır. Sübaplar açıldıktan sonra piston, motor silindirinin tamamen yakıt ve hava ile dolması amaçlı aşağı ve yukarı hareket eder. Bu sayede piston bir çeşit pompalama işlevi görür. Benzin ne kadar çok hava ile dolarsa araç o kadar verimli çalışır. Pistonun yukarı doğru olan hareketinde yakıt ve hava sıkıştığı için patlama gerçekleşir. En yüksek seviyeye ulaştığında ise bujiler yakıtı ateşler ve kıvılcım gerçekleşir. Patlamalar sıklaştığında ise piston aşağıya doğru hareket yapar. Pistonun aşağı doğru hareket etmesi sübapların açılmasını ve silindirin egzoza yönlenmesini sağlar. Pistonların yukarı-aşağı yönündeki doğrusal hareketi, krank mili parçası ile döngüsel harekete dönüştürülür. Bu hareket aracın lastiklerinin dönmesini sağlar.




Elektrik araçlar ise, bir rotor aracılığı ile hareket eder. Elektrik motorunun içinde bulunan ve dönerek hareket eden ‘’rotor’’ adlı parça sayesinde elektrikli araç çalışır. Rotor döndükçe elektrik akımı iletilir, elektrik enerjisi hareket enerjisine dönüşür. Benzinli araçların aksine elektrikli araçtaki tork gücünün hissedilebilmesi için motorun belirli bir devire ulaşmasına ihtiyaç duyulmaz. Motora ek olarak sahip olunan batarya sayesinde elektrikli araç kullanılır.


Elektrikli Araçların Avantajları Nelerdir?
Sessiz ve çevre dostu bir kullanım vadeden elektrikli araçlar, atık gaz salınımını geçmişte bırakıyor. Elektrikli araçlar, fosil yakıt kullanılan araçlara göre aynı mesafeyi 5-7 kat daha düşük bir harcama ile gidebilmeyi vaat ediyor. Aynı zamanda içten yanmalı motorlara göre çok daha dayanıklı olan motoru ise sadece tek bir hareketli parçadan oluşmaktadır. Bu sebep ile elektrikli araçlar yağ-filtre değişimi gibi bakıma ihtiyaç duymadığı için hem zamandan hem de ekonomiden tasarruf sağlar. Fosil yakıtla çalışan motora sahip araca kıyasla elektrikli araçlar daha fazla teknolojik donanım ile tasarlanmaktadır. Çevre dostu olan elektrikli araçlar doğaya daha az karbon salınımı sağlar.


Doğaya zarar vermeden araba kullanma zevkini üst seviyeye çıkaran elektrikli araçlar, yenilenebilir enerji kaynaklarının korunmasına ve sera gazı salınım değerlerinin düşürülmesine büyük katkı sağlamaktadır. Diğer yandan ise şehir ve hava kirliliğindeki azalmaya bağlı olarak, küresel ısınmanın önüne geçen elektrikli araçlar, hayatı kolaylaştıran ve doğal yaşamı destekleyen kullanımlarıyla geleceğimizi de düşünmektedir.
Elektrikli araçların en büyük avantajlarından bir diğeri de, gelişen teknoloji sayesinde artık elektrikli araçlarla da uzak mesafe gitmenin mümkün olmasıdır. Elektrikli bir aracın, ortalama 100 km hız ile gidebileceği yol 350-450 km arası değişmektedir. Tabi ki bu durum menzil, ağırlık, aerodinamik, sürücü tarzı ve üzerindeki aksesuarlara göre değişkenlik gösterebilmektedir. Amerika’nın bazı bölgelerinde ise benzin istasyonundan daha fazla elektrikli araç şarj ünitesinin olduğunu söylemek mümkün. Ülkemizde de elektrikli araçlar için şarj istasyonlarının sayısı her geçen gün artmaktadır. Dolayısıyla pek çok bölgede bulunan şarj istasyonları sayesinde uzun yollara çıkmak mümkündür.


Elektrikli Araç Şarj İstasyonları
Elektrikli araçların avantajları arasında bahsetmiş olduğumuz, ülkemizde de her geçen gün artmakta olan elektrikli araçlar şarj istasyonlarından detaylıca bahsedelim. Elektrikli araç şarj üniteleri, elektrik istasyonlarındaki kaynağın elektrikli araçların bataryaları ile güvenli ve etkin bir şekilde bağlanabilmesi ve şarj işleminin yapılabilmesi için kullanılan aracı ünitelerdir. 
Elektrikli araç, şarj istasyonunda ilk olarak şebekeden gelen üç faz dağıtım paneline ulaşır. Buradan şarj ünitelerine kablo veya dağıtım sistemi ile aktarılır. Sistemden çekilecek güce ve transformatör kapasitesine göre projedeki ünite sayısı belirlenir. Kullanıcının şarj istasyonuna geldiğinde aracını fişe takarak kartını okutmasının ardından araç şarja hazır haldedir.


Dünyanın farklı yerlerinde, farklı tiplerde şarj üniteleri bulunmaktadır. Örneğin; Avrupa, Amerika ve Japonya farklı şarj ünitelerinin bulunduğu bölgelerdir. Bu elektrikli araç şarj istasyonlarından en popüler olanları DC ve AC şarj türleridir. 
1- Alternatif Akım (AC) Şarj Türü:
AC şarj çeşidi, elektrikli bir aracı şarj etmenin az maliyetli yoludur ancak bu işlem daha uzun sürmektedir. AC tipi, şarj istasyonlarındaki bir dönüştürücü yardımıyla doğrusal akıma çevrilerek bataryaya iletilmektedir. Bu tip istasyonlarda 22 kW kapasiteye kadar enerji çıkışı elde etmek mümkündür. Ancak bu işlem, AC şebekelerinde şarj hızı istasyonun çıkış gücüne ve araçtaki dönüştürücünün kapasitesine bağlı olarak değişebilmektedir.  Bir diğer şarj türü ise, yüksek hızlı şarj olarak da bilinen DC istasyonlarıdır. 
2- Doğru Akım (DC) Şarj Türü:
DC şarj çeşidi, yüksek hızlı şarj çeşidi olarak da bilinmektedir. Elektrikli aracın batarya kapasitesine göre 1-4 saat arasında tam dolum gerçekleştirebilmektedir. Şebekedeki alternatif akım istasyon üzerinde doğru akıma dönüştürüldükten sonra araç bataryasına iletildiği için AC şarj tipine göre daha hızlı dolum sağlamaktadır. DC şarj istasyonlarının kapasitesi 24 kW ile 175 kW arasında değişkenlik göstermektedir. DC yüksek hızlı şarj türünde, elektrikli araç şarj istasyonu kurulum maliyeti yüksek olduğu için AC şebekelerine göre şarj maliyeti de daha yüksek olabilmektedir.


Şarj Standartları
Ülkelere göre değişen şarj standartlarının çeşitleri ise şöyledir: 
CHAdeMO standardını benimseyen Japonya, araçlara doğru akım ile 62.5 kW’a kadar enerji aktarımı yaparken, IEC 62196 standardını benimseyen Avrupa, 3 fazlı alternatif gerilime sahip bu sistem ile 43.5 kW’a kadar enerji aktarımı yapmaktadır. Amerika’da ise SAE J1772 standardı kullanılır ve 19.2kW’a kadar şarj edilebilmektedir. 
İstasyonda yer alan faz sayısı, aracın şarj olma hızını doğrudan etkilemektedir. Tek fazlı sistemde şarj süresi 6-8 saat arasında değişkenlik gösterirken, 3 fazlı sistemde hızlı şarj ile bu süre yarım saate kadar düşmekte ve depolanan bu enerjiyle yaklaşık 150 km yol gidilebilmektedir. Bu süre, her aracın sahip olduğu pil gücüne göre değişkenlik göstermektedir.


Türkiye’de Elektrikli Araç Şarj İstasyonları
Elektrikli araç kullanımının son dönemlerde yaygınlaşması ile birlikte kurulan şarj istasyonlarının da günden güne arttığını yukarıda belirtmiştik. Türkiye’de ithal edilerek temin edilen benzinin pahalı olması, özellikle büyük şehirlerde yoğun trafik sebebiyle araçların daha fazla yakıt tüketmesi gibi olumsuz faktörler insanları elektrikli araçlara yöneltmektedir. 2017 yılında Türkiye’de toplam 2.500 adet şarj istasyonunun olduğu bilinmektedir. 2021 yılı itibariyle bu rakamın yaklaşık olarak 4.000 adet olması beklenmektedir.
Toplumsal kullanıma açık olan bu istasyonlara ek olarak 70.000 adet eve uygun şarj ünitesinin tesis edileceği de öngörülmektedir. Türkiye’de  bulunan elektrikli araç şarj ünitelerinin yaklaşık olarak dörtte biri DC’dir. Hızlı şarj ünitelerinin daha az bulunmasının sebebi ise şehir enerji şebekesinin sağladığı alt yapıda birtakım yeniliklere ihtiyaç duyuluyor olmasıdır.


Türkiye’de şehir içi şarj ünitelerinin oldukça yaygın olduğunu hatta elektrikli araçları hemen hemen her alışveriş merkezinde şarj edebilmenin mümkün olduğunu söyleyebiliriz. Ancak elektrikli araçlar için, şehir içi olanaklar yeterli olsa da şehirlerarası güzergahlarda yeterli miktarda elektrikli şarj istasyonları bulunmamaktadır. Şehirlerarası şarj istasyonlarının daha kısıtlı olması sebebi ile elektrikli araç kullanımı istenilen seviyelere ulaşamamaktadır. Bu durumda şehirler arası otogarlara ve otoparklara şarj istasyonlarının kurulması elektrikli araç kullanımını yaygınlaştıracak bir çözüm olabilir. Aynı zamanda şehir içinde de alışveriş merkezlerine ek olarak otoparklar, üniversiteler ve benzin istasyonlarının içerisine de elektrikli araç şarj istasyonlarının eklenmesi önemli bir adım olacaktır.

Elektrikli Araçların Gelecekteki Kullanımı
Önümüzdeki 5 yılı düşündüğümüzde özellikle 2020 yılından sonra ülkemizde de satılan elektrikli ve hibrit araç alternatiflerinde 2 kat seviyesinde artış olacağı beklenmektedir. Bu durumla birlikte şarj istasyonlarında da artış olacağı söylenebilir.


2011 yılından itibaren Türkiye’deki elektrikli otomobil sayısı toplam 1126 adete ulaşmıştır. Şarj soketi sayısı ise 582 adete çıkarak, bir çok Avrupa ülkesinin dahi önüne geçmiş durumda. Yeni modellerin ve elektrikli araçların sayısı arttıkça bu istasyonların da sayısı paralel olarak artacaktır.
                                                                     (2012'den 2019'a kadar kullanımda olan dünya çapındaki elektrikli araç sayısı)

Benzer olarak, dünya genelinde elektrikli araç satışları 2020 yılında 2019 yılına göre %43 artışla 3,2 milyon adede ulaşmıştır. Bu elektrikli araçların satışının %84,4'ü, Avrupa ve Çin'de gerçekleşmiştir. 2021 yılında ise dünya çapında 4,6 milyon elektrikli araç satışı olacağı öngörülmektedir.


2020 yılında beşinci kez düzenlenen “Uluslararası Otomotiv Mühendisliği Konferansına (IAEC)” yerli ve yabancı pek çok mühendis ve akademisyen katılmıştır. Elektrikli araçlar ile ilgili ve bilgili insanların toplandığı konferansta; otonom araçlar, nesnelerin interneti, siber güvenlik ile şarj teknolojileri gibi konular sıklıkla konuşulmuştur. Konferansın ana teması ise “Elektrikli araçlar ve Akıllı Altyapı” oldu. Gelişen teknoloji ile birlikte gelecekte, 5G teknolojisi sayesinde bağlantılı araçların çok daha kolay şekilde birbirleriyle iletişim kuracağı öngörülmektedir. Elektrikli araçların en büyük avantajlarından biri olan hızlı şarj imkanı ile araçlar oldukça kısa sürelerde şarj olmakta ancak gelecek teknolojilerinde elektrikli araçlarda kablosuz şarjın kullanılacağı da öngörülmektedir. Son yıllarda elektrikli araç üreticileri, menzil, batarya ve altyapı sorunlarını gidermek için yoğun bir çalışma içerisindedir. Yapılan bu çalışmalar ise konferanslarda sık sık dile getirilmekte ve tüketiciler bilgilendirilmektedir.


BNEF raporunun verilerine göre, şuanda küresel araç satışlarının %4’ünü oluşturan elektrikli  araçlar, 2025 yılında satışların % 10'unu oluşturacağı, 2030 yılında ise % 28'e ve 2040'ta da %58'e yükseleceği öngörülmektedir. 
Pek çok otomobil markası da hemen hemen her gün elektrikli araçlar ile ilgili yeni teknolojiler sunmaktadır. 2021 yılının önemli elektrikli araç haberlerinden olan, Teknoloji devi Apple’ın kendi markası adı altında elektrikli araç üretilmesi için 4 milyar dolara yakın bir kaynak ayırmış olmasıdır. Gelecekte üreteceği elektrikli araçlar için pek çok otomobil üreticisi ile görüşme halindedir. 


‘’Elektrikli Araçların Türkiye Dağıtım Şebekesine Etkileri’’ raporuna göre, Türkiye'de 10 yıl içinde elektrikli araçların 2.5 milyon adede çıkması beklenmektedir. Bu verilere göre 2030 yılında Türkiye'deki toplam araçların %10'unu elektrikli araçların oluşturacağı öngörülmektedir. Aynı zamanda satılan her iki araçtan birinin elektrikli araç olacağı da bekleniyor. Çevre dostu olan elektrikli araçların daha da yaygınlaşabilmesi için gerekli altyapı çalışmalarının tamamlanması, ülkelerdeki yasaların uygun hale getirilmesi ve toplum tarafından kabullenilmesi gibi pek çok etkenin sağlanması gerekmektedir.

Ulaşımda enerji verimliliği açısından da oldukça önemli olan ''Elektrikli Araçlar Ve Şarj İstasyonları'' makalemiz ile ilgili tüm soru görüş ve önerileriniz için bizlere www.engieevde.com websitemizden veya sosyal medya hesaplarımızdan ulaşabilirsiniz. 

Enerji tasarrufu hakkında daha fazla bilgi almak için ise ''15 Adımda Enerji Tasarrufu''' makalemizi okuyabilirsiniz.