Rozhýbaná elektrická budoucnost
Během koronavirové pandemie měla velká část lidstva méně pohybu než před ní, jedno se ale nezastavilo: pokrok. V oblasti mobility pandemie jen zvýraznila a prohloubila trendy, které se nastartovaly v posledních letech, včetně toho nejvýraznějšího: elektromobility. Elektrická budoucnost silniční dopravy ovšem vyžaduje nová řešení. Řešení, která společnost Siemens připravila již dnes.
Některé problémy elektromobility nebudou vlastně nové. Elektromobily samy nemění nic na tom, že dnešní města jsou plná k prasknutí. Řidiči prakticky všech světových metropolí řeší například problém s parkováním. V případě elektromobilistů navíc přibývá starost, kde dobít. Problém ještě může zhoršit plýtvání cennými místy u dobíjecích bodů a stanic. Ať už u nich stojí elektromobily, které dobíjení nepotřebují, nebo řidiči s vozy na spalovací motor (ať z nepozornosti, či bezohlednosti).
Siemens vyvinul jednoduché a levné řešení tohoto staronového problému. Spočívá v instalaci kamerového systému do dobíjecí stanice, který dokáže zkontrolovat, zda je místo před dobíječkou prázdné, či nikoliv. A protože si dokáže zkontrolovat i status samotného dobíjecího místa, není problém poznat, zda daný vůz místo skutečně využívá, nebo ne. Stejný systém pak provozovatelům větších flotil může pomoci k optimálnímu využití jejich dobíjecích kapacit. Za pomocí algoritmů se software kamery naučí sám rozeznávat parkovací místa, a průběžně hlásí, zda jsou obsazena, či nikoliv. Údaj tak může být přeposlán do aplikace, kterou používají elektromobilisté, a do systému provozovatele stanice. Ani uživatelé, ani provozovatel přitom nemusí mít obavu, že by kamerový záznam byl zneužit. Systém je vytvořen tak, aby plně odpovídal požadavkům evropské směrnice na ochranu soukromí (GDPR). Pořízené snímky se ukládají pouze lokálně, přímo v zařízení. Nikam se neposílají a po analýze jsou automaticky odstraněny. Majitelé vozů tak mohou mnohem lépe plánovat své zastávky a cesty na základě průběžně aktualizovaných informací. Provozovatelé dobíjecích stanic zase díky tomu mají přesná data o využití svých volných kapacit. Případně také na základě těchto údajů zjistit, která místa bývají často blokována, zjistit příčiny a najít řešení.
Ochotný pomocník
V dopravě neprobíhá v současnosti jen revoluce elektrická, ale i výpočetní. Nástup osobních autonomních vozidel ve větším měřítku není rozhodně otázkou několika příštích let, ale blíží se. Navíc existují oblasti, ve kterých autonomní vozidla najdou uplatnění nepochybně podstatně dříve než v osobní přepravě. Příkladem mohou být nejrůznější autonomní stroje pohybující se po firemních areálech, ať už půjde o výrobní závody, přístavy či sklady. K dopravě po městech také mohou sloužit v brzké době nízkou rychlostí se pohybující robotické minibusy, které se mohou pohybovat po vytyčených trasách buď už zcela samy, nebo třeba za občasné asistence řidiče sedícího ve vzdáleném operačním středisku. A s sebou přinášejí i otázky týkající se infrastruktury. Kdo například zapojí zástrčku do nabíjení, když autonomní vozidlo samo najde volnou dobíjecí stanici? Odpověď společnosti Siemens je jasná: autonomní dobíjecí systém. Takové řešení má několik výhod, ale není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Elektrická vozidla jsou již dnes typově velmi různorodá, a různých typů bude nejspíše přibývat. Autonomní dobíjecí stanice si tedy bude muset umět ve většině případů poradit s poměrně pestrou škálou úkolů. Budou k ní nejspíše přijíždět vozy malé, velké, s různými typy konektorů umístěnými v různých částech vozidla.
Lidský mozek by si s takovým úkolem dokázal poradit, pro dnešní počítačové „mozky“ to ještě není úkol triviální. Řešení společnosti Siemens, které se připravuje ke vstupu na trh kolem roku 2023, si ovšem dokáže poradit v podstatě s libovolným vozem, jenž bude vybaven z boku přístupným konektorem CCS. Jedná se přitom o modulární řešení, jehož rozměry a nabíjecí výkon bude možné přizpůsobit požadavkům zákazníka. A co víc, umožní další výrazné zrychlení dobíjení.
2023
Řešení společnosti Siemens, které se připravuje ke vstupu na trh kolem roku 2023, si dokáže poradit s libovolným vozem, jenž bude vybaven z boku přístupným konektorem CCS
Na člověka je to moc
Zatímco lidský mozek má proti těm počítačovým v mnoha ohledech výhodu, lidské svaly za stroji zaostávají, alespoň co se síly týče. Autonomní nabíjecí stanice může pracovat s mnohem těžšími komponenty než lidské paže. Robotické stanice mohou využívat těžší, objemnější kabely než lidmi obsluhované, a díky tomu nabíjet podstatně většími výkony.
Což je zásadní při elektrifikaci užitkových vozidel těžších hmotnostních kategorií. K pohonu velkých vozů s velkou nosností je zapotřebí velkých baterií. Zároveň podobné vozy stráví na silnici mnohem větší část své životnosti než vozy osobní. Jinak se nemohou svým majitelům vyplatit.
Právě proto by měl být během několika příštích let představen nový dobíjecí standard, určený primárně právě pro nákladní vozy. Měl by umožnit, aby se během povinných přestávek dobíjely výkonem až kolem 4 MW.
Aby bylo možné podobných výkonů dosáhnout, musí být použité komponenty velmi robustní. To znamená mimo jiné, že používané kabely budou příliš silné, a tedy i těžké na to, aby s nimi mohl manipulovat člověk. Využití autonomních, robotických dobíjecích stanic se tedy minimálně pro potřeby nákladní dopravy (a i dalších těžkých užitkových vozidel) jeví jako nevyhnutelný krok k zajištění vyšší míry elektrifikace.
Megawatt dokáže hodně
Dostat se k tomuto cíli ovšem bude vyžadovat samozřejmě ještě další snahu a práci. V několika příštích letech například nedojde na využití zmíněného dobíjecího standardu na 100 %. Příští generace dobíjecích stanic, která by mohla být dostupná zhruba za dva roky, zatím má mít výkony kolem 1 MW. I to by mělo ovšem být dost na to, aby se během povinných přestávek řidičů podařilo z velké míry nabít i baterii nákladního vozu.
Na výkonu a lokalitě záleží
Podobné výkonné dobíjecí stanice nelze připojit k síti a provozovat bez rozmyslu. Pro bezpečný, hospodárný a ekologický provoz budou stejně důležité i úpravy na straně energetické sítě: dostatek zdrojů a výkonné chytré sítě. I zde může Siemens nabídnout globální technologické znalosti a zkušenosti získané za uplynulá desetiletí. Díky svým řešením v oblasti elektromobility je tak silným partnerem pro výrobce a subdodavatele systémů, energetické společnosti, dopravní podniky a správce vozových parků, firmy, obce a města i koncové zákazníky. Stejně důležité je i efektivní řízení dobíjení přímo v rámci samotné stanice. Připojení k síti bude mít vždy (alespoň v dohledné budoucnosti) do jisté míry omezený výkon, který by měl být optimálně využíván, jak v zájmu uživatelů, tak v zájmu provozovatele. Proto společnost Siemens připravuje pro své megawattové dobíjecí systémy funkci dynamického řízení výkonu. Díky němu bude možné maximálně využít možností připojení a uspokojit v co nejkratším čase co nejvíce zájemců.
Síťové připojení také není zdaleka jediný praktický problém, které velké dobíjecí stanice musí řešit. V řadě lokalit bude podobný problém představovat i prostor. S dobíjecí infrastrukturou se při plánování dnešních čerpacích stanic nepočítalo, a ne vždy bude možné jejich plochu jednoduše navýšit. Společnost Siemens proto od začátku navrhuje své megawattové dobíjecí body jako kompaktní modulární systémy, které bude ve většině případů snadné integrovat do stávajících čerpacích stanic. To platí i pro samotné připojení k rozvodné síti. Konstrukce umožňuje jednoduché připojení do rozvodu vysokého napětí (v ČR od 1 do 50 kV).
Robot k vašim službám
Společnost Siemens v září 2021 na mnichovském autosalonu IAA Mobility ukázala novou autonomní nabíjecí stanici. Určena je nejen pro dobíjení autonomních vozidel či osoby se sníženou pohyblivostí. Umožní totiž také podstatně rychlejší nabíjení. Zařízení má dobíjecí kapacitu až 300 kW, která bude v další fázi vývoje zvýšena až na více než 1 MW. Díky tomu bude možné rychle dobít i baterii elektrických užitkových vozidel. Na to je však zapotřebí dobíjecích kabelů, které jsou pro lidi příliš těžké. Robotické zařízení to zvládne. Na testování autonomního dobíjecího systému v reálných podmínkách a dokončení jeho vývoje spolupracuje Siemens s předním vývojářem autonomních a elektrických dopravních systémů Einride AB. V rámci zkoušek bylo poprvé uskutečněno nabití autonomního nákladního vozidla z autonomní ultravýkonné dobíjecí stanice.
Čisté dobíjení
Faktem ovšem i v blízké budoucnosti bude, že velká část dobíjení bude probíhat jinde než u „megadobíječek“. Uživatelé osobních vozů podobné výkony potřebovat nebudou, a ve většině případů se obejdou bez pomoci robotů a autonomních dobíjecích systémů. To ale neznamená, že v jejich případě se nedá nic vylepšit a dobíjení by mělo zůstat navždy stejné. Jednou možností, jak jejich zážitek výrazně vylepšit, je zavádění indukčního nabíjení, tedy nabíjení bezdotykového. Bez konektorů a kabelů. V podstatě by spočívalo v nabíjení přes speciální „plochy“ ve vozovce, či mnohem spíše na vyhrazených dobíjecích stáních.
Technologie není v principu nijak nová. Indukční napájení se již používá například u osobní elektroniky (rozšířené je u mobilních telefonů nebo chytrých hodinek), v elektromobilitě se ovšem zatím neuchytilo. Dosavadní pokusy skončily komerčním neúspěchem. Což bylo ovšem dáno i tím, že byly poměrně roztříštěné a nekoncepční. V oboru zatím chyběl všeobecně uznávaný standard. V blízké době by se to ovšem mělo změnit a s tím se otevřou dveře k širšímu využití této technologie.
Nabíjení by pak mohlo být mnohem bezstarostnější než dnes. Vizí společnosti Siemens je, že by se o něj uživatelé elektromobilů v podstatě nemuseli starat. U vozidel s možností autonomního provozu by mohlo probíhat prakticky zcela bez jeho dozoru: vůz by si mohl vhodná místa najít sám. A protože indukční dobíjení nevyžaduje složité mechanické komponenty – v podstatě jde o „desku“ umístěnou na vozovce – dobíjecích bodů by mohlo být k dispozici dost pro všechny.
Indukční nabíjení, tedy nabíjení bezdotykové, je bez konektorů a kabelů. V podstatě by spočívalo v nabíjení přes speciální „plochy“ ve vozovce, či mnohem spíše na vyhrazených dobíjecích stáních.
Silnice nestačí
Je nutné si také uvědomit, že silnice všechny problémy budoucí mobility nevyřeší. S tím, jak se stále zvyšuje počet obyvatel světových měst, trvale roste objem dopravy. Tento tlak působí přímo proti snaze o snižování emisí přímo škodících zdraví i pro klima nebezpečných emisí CO2. Proto je maximálně důležité chytře zkombinovat jednotlivé systémy a prostředky dopravy. Silniční doprava budoucnosti, byť bude elektrifikovaná, by měla být uceleně propojena s dopravou po železnici. Důslední zapojení digitálních technologií by mělo hranice mezi nimi rozostřit. Postupně by tak mělo vzniknout inteligentní řešení, v jehož rámci by mobilita měla být nabízena jako komplexní, přehledná a uživatelsky maximálně přívětivá služba. Postavená tak, abychom se nejen rychle dostali tam, kam potřebujeme, ale přitom neublížili svému okolí a planetě, za kterou nemáme náhradu.
Dobíjení na plný výkon: SICHARGE D
Kompaktní a flexibilní dobíjecí stanice SICHARGE D nabízí širokou škálu integrovaných možností. Tato kompaktní dobíjecí stanice nabízí řadu užitečných funkcí pro podporu uživatelů. A především rychlost: elektromobil s možností rychlého dobíjení může být dobíjen výkonem až 300 kW v závislosti na konfiguraci. V případě paralelního dobíjení dvou vozidel dojde k automatickému sdílení dostupného výkonu podle individuálních potřeb, což optimalizuje dobu dobíjení.
Funkce
- FullDPA
Dynamický přístup k dobíjení znamená, že stanice snadno rozpozná individuální potřebu dobití a následně zajistí optimální dobu dobíjení. - ConnectPlus
Účinné řešení, které šetří prostor. SICHARGE D nabízí rozšíření stanice až o dva externí výdejové terminály, což umožňuje dobíjet až pět elektromobilů najednou. - PowerUp
SICHARGE D umožňuje snadné rozšíření dobíjecího výkonu ze základní konfigurace 160 KW až na 300 kW v reakci na neustále se měnící a zvyšující se nároky na dobíjení. - ValueScreen
24palcový dotykový displej usnadňuje orientaci při ovládání a zajistí snadnou integraci personalizovaného obsahu.
Systémy automatizovaného řízení budov, systémy řízení energetických systémů, systémy řízení kotelen a předávacích stanic CZT. Přístroje pro měřicí a regulační techniku, integrované systémy budov, konzultace, projekty, software, dodávky na klíč, projekty ...
