Téli villanybusz-üzemeltetés: amikor a töltési folyamatok határozzák meg a rendszer működését

A Tenix – amely elektromosjármű-flották üzemeltetését és töltési folyamatait támogató szoftveres megoldásokkal foglalkozik – nemrég olyan összefoglalót tett közzé a téli villanybusz-üzemről, amelynek következtetései nyilvánvalóan a saját megoldásaik felől közelítenek a problémához, ezért a hangsúlyok részben értelmezhetők „terméklogikával” is. Ettől függetlenül az anyag több ponton olyan üzemeltetési jelenségeket érint, amelyek a különböző európai flották gyakorlati tapasztalataiból is ismerősek, így szakmai szempontból érdemes végiggondolni, mire tanít a tél a villamosítás valódi érettségéről.

Még a villamos hajtású járművek világában kevésbé jártasak szerint is az elektromos autóbusz-flották számára a téli időszak az üzemeltetés szempontjából különösen érzékeny periódust jelent, amely jól láthatóvá teszi a rendszer működési határait. Míg enyhébb körülmények között a legtöbb flotta stabilan teljesíti a menetrendi elvárásokat, a fagy, a hó és a tartósan alacsony hőmérséklet rövid idő alatt megmutatja, mennyire kiforrott valójában az adott üzemeltetési modell. A tapasztalatok szerint ilyenkor nem önmagában az akkumulátorok energiatároló képessége, nem a járművek száma, nem a töltők darabszáma és nem is a hálózati csatlakozás névleges kapacitása dönti el a sikerességet, hanem az, hogy a töltési folyamat mennyire képes alkalmazkodni a gyorsan változó körülményekhez.

Fotó: VHH Mobility

A hideg időjárás az akkumulátorok működését több, egymással összefüggő módon is kedvezőtlenül befolyásolja. Alacsony hőmérsékleten a lítiumion-cellák belső ellenállása megnő, a lítiumionok mozgása lelassul az anód és a katód között, ami csökkenti mind az energia leadásának, mind a felvételének hatékonyságát. Ennek következtében nemcsak a hasznosítható kapacitás csökken, hanem a feszültségszint is instabilabbá válik, ami a jármű hatótávolságát közvetlenül rontja. A töltési folyamatot az akkumulátor-kezelő rendszerek ilyenkor gyakran biztonsági okokból korlátozzák, vagy csak az akkumulátor előmelegítését követően engedélyezik teljes teljesítménnyel, ami jelentősen meghosszabbítja a töltési időket. Extrém hidegben akár ideiglenes töltési tiltás is előfordulhat, amíg a cellák nem érik el az üzemi hőmérsékletet.

Fotó: Yutong

Ezzel párhuzamosan a járművek energiaigénye is számottevően növekszik, mivel a fűtés, az utastéri komfortberendezések, az ablak- és tükörfűtések, jegesedés elleni rendszerek valamint az akkumulátor saját hőmenedzsment-rendszere folyamatos többletenergiát igényel. Így a rendelkezésre álló akkumulátorkapacitás egy része már nem a hajtásra, hanem a hőmérséklet fenntartására fordítódik. Ennek eredményeként a valós hatótávolság legálább 20–30, de akár 50%-kal is csökkenhet, miközben a töltési ciklusok száma nő, a töltési idők pedig kiszámíthatatlanabbá válnak.

Fotó: NTB

Mindez azt jelenti, hogy a depók terhelése nemcsak nagyobb lesz, hanem sokkal nehezebben tervezhető is: a járművek gyakrabban igényelnek akár több, vagy hosszabb idejű töltést, a töltési teljesítmény ingadozik, és az akkumulátorok üzemi viselkedése is eltér a normál hőmérsékleti tartományban megszokottól. A hideg így nemcsak a hatótávot, hanem a teljes töltési és üzemeltetési logikát is érdemben átalakítja.

Fotó: Daimler Buses

Ilyen környezetben a hagyományos, manuálisan szervezett töltési rend gyorsan eléri a határait. Amikor több tucat vagy akár több mint száz jármű áll egyidejűleg töltésre várva, miközben a töltők teljesítménye ingadozik, a hálózati korlátok szűk mozgásteret engednek, és a következő napi menetrend szigorú határidőket diktál, az emberi beavatkozás már nem képes kellő gyorsasággal és pontossággal reagálni. A döntések késnek, az információk töredezettek, a problémák pedig összeadódnak. A tél nem egyszeri hibákat hoz, hanem folyamatos, egymásra ható eltéréseket, amelyek könnyen láncreakciót indítanak el. Ennek leglátványosabb következménye sok üzemnél a reggeli kiálláskor jelentkezik. Előfordul, hogy több jármű nem éri el a szükséges töltöttségi szintet, ezért járatcserékre, tartalékbuszok bevetésére, menetrendi módosításokra és személyzeti átszervezésekre van szükség. A rendszer ilyenkor nemcsak műszakilag, hanem szervezetileg is túlterhelődik, miközben az utasok a késéseket és a járatkimaradásokat érzékelik. Mindez gyakran nem egyetlen konkrét műszaki hibára vezethető vissza, hanem arra, hogy a töltési folyamat nem tudott időben alkalmazkodni a valós helyzethez.

Az északi országok tapasztalatai különösen jól mutatják, mennyire meghatározó szerepe van a töltésirányításnak. Tartós mínusz húsz fok körüli hőmérséklet, többnapos havazás és szűk hálózati keretek mellett is előfordul, hogy egyes üzemek képesek magas szintű menetrendi megbízhatóságot fenntartani, míg mások már néhány nap után komoly zavarokkal küzdenek. A különbség nem abban rejlik, hogy kevesebb problémával szembesülnek, hanem abban, hogy a töltési folyamatot folyamatosan újratervező rendszer képes megelőzni, hogy ezek a problémák irányíthatatlanná váljanak. Amikor a rendszer automatikusan átsúlyozza a prioritásokat, figyeli a töltők teljesítményét, a járművek töltöttségi szintjét és a másnapi szolgálati igényeket, akkor a reggeli üzemkezdés még szélsőséges időjárás mellett is stabil maradhat.

Fotó: Solaris

A tél pénzügyi szempontból is különösen érzékeny időszak. A kiszámíthatatlan töltés magasabb energiafogyasztást, nagyobb csúcsterheléseket és növekvő villamosenergia-költségeket eredményezhet, miközben a szervezési zavarok túlórákat, pótlásokat és kötbéreket generálnak. A jól strukturált töltésmenedzsment ezzel szemben lehetővé teszi, hogy az energiafelhasználás kiegyensúlyozott maradjon, a kedvezőbb tarifájú idősávok jobban kihasználhatók legyenek, és a személyzeti terhelés is előre tervezhetőbbé váljon. Így a tél nem költségrobbanást, hanem kontrollált üzemeltetési környezetet teremt.

Fotó: Daimler Buses

Nem véletlen, hogy a téli problémák gyökerei gyakran már a beszerzési és bevezetési szakaszban megjelennek. Sok esetben hiányoznak a valódi tartalékmegoldások, az üzemeltetési kockázatokat alulbecsülik, a téli energiaigényt pedig optimista feltételezések alapján tervezik meg. A versenyhelyzetben gyakran az ár kerül előtérbe a hosszú távú minőségi és üzemeltetési szempontokkal szemben, a tél azonban később kíméletlenül visszaigazolja ezeknek a döntéseknek a következményeit.

Fotó: MAN

A téli tapasztalatok elsősorban arra világítanak rá, hogy az elektromos autóbusz-üzemeltetés stabilitása nem egyetlen műszaki elem teljesítményén múlik. A töltési folyamat szervezése, az információk kezelése és a döntések időzítése együttesen határozzák meg, mennyire marad kezelhető egy flotta működése kedvezőtlen körülmények között. Amennyiben ezek az elemek nem illeszkednek össze, a tél gyorsan felszínre hozza a rendszer határait. A tapasztalatok alapján ezért a villamosítás gyakorlati megvalósíthatóságát nem a katalógusadatok, hanem a téli üzem során mutatott működési stabilitás alapján érdemes megítélni.

Címlapkép: NTB

8 kép -