Otomotiv dünyası elektrifikasyon sürecinde menzil ve şarj sürelerini optimize etmek için yenilikçi çözümler aramaya devam ederken, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Zürih (ETH Zurich) kökenli Winduction adlı girişim dikkat çekici bir projeye imza attı. Şirket, toplu taşıma araçlarının duraklarda yolcu indirip bindirdiği kısa süre zarfında, herhangi bir kablo bağlantısına ihtiyaç duymadan, doğrudan lastikler aracılığıyla şarj olabilmesini sağlayan bir altyapı tasarladı.
Geleneksel endüktif şarj yöntemlerinde enerji, asfaltın altına yerleştirilen verici bobinler ile şasi altındaki alıcı bobinler vasıtasıyla aktarılır. Ancak farklı araç şasi yükseklikleri ve yol ile zemin arasındaki mesafe farkları bu aktarımın verimliliğini olumsuz etkileyebiliyor. Winduction ekibi ise bu fiziksel engeli aşmak için alıcı bobini doğrudan otobüsün özel olarak üretilen lastiğinin içine entegre ediyor. Böylece enerji kaynağı ile alıcı arasındaki mesafe minimuma indiriliyor ve yüzde 90’ın üzerinde bir enerji transfer verimliliği elde ediliyor.
Sistemin çalışma prensibi oldukça pratik: Rota üzerindeki durak zeminine yerleştirilen şarj plakaları elektrik şebekesinden beslenerek bir elektromanyetik alan yaratıyor. Otobüs tam olarak bu noktanın üzerine yanaştığında, lastik içerisindeki ikinci bobin grubu bu enerjiyi yakalayarak bataryaya iletiyor. Fakat bu inovasyonun hayata geçmesindeki en büyük mühendislik zorluklarından biri standart lastik yapısı. Bilindiği üzere geleneksel lastiklerin mukavemetini artırmak için çelik teller veya kuşaklar kullanılır. Bu metal bileşenler ise manyetik alanla reaksiyona girerek enerjinin bir kısmının ısıya dönüşmesine yol açar.
Bu sorunun üstesinden gelmek isteyen Winduction, endüstriyel ortaklarıyla birlikte tamamen çelik içermeyen özel kompozit lastikler geliştiriyor. Şirket CEO’su Laurin Schwitter, bu özel lastiklerin üretim maliyetlerinin standart modellere kıyasla bir miktar daha yüksek olacağını, ancak genel otobüs yatırım ve işletme bütçesi içinde bu farkın makul seviyede kalacağını vurguluyor.
Geliştirilen bu teknoloji, elektrikli otobüs pazarında batarya maliyetlerini ve ağırlığını doğrudan ilgilendiren önemli avantajlar sunuyor. Gün boyunca hat üzerindeki belirli duraklarda parça parça şarj olan araçlar, çok daha küçük kapasiteli batarya paketleriyle yola çıkabilecek. Bu durum hem araçların ilk satın alma maliyetini düşürüyor hem de bataryalardan kazanılan alan sayesinde yolcu kapasitesini artırıyor. Ayrıca anlık küçük şarj döngüleri, şebekeye binen ani yükleri dengelerken özellikle gündüz saatlerinde bolca bulunan güneş enerjisinden maksimum düzeyde faydalanılmasına zemin hazırlıyor.
Yapılan simülasyon hesaplamalarına göre, örneğin Zürih Havalimanı ile Zürih Oerlikon arasındaki 24 duraklı bir güzergahta tüm hatta şarj altyapısı kurmak yerine sadece iki durağa bu sistemi entegre etmek yeterli oluyor. 16 saatlik aktif vardiya süresince otobüsler toplamda yaklaşık üç saat şarj imkanı buluyor. Geleneksel yöntemlerde ise aynı hat için araçların gece boyunca garajda beş saate yakın süreyle şarja bağlanması gerekiyor. Gündüz vakti parça parça yapılan bu enerji takviyesi, filoların trafikte kalma süresini ciddi oranda uzatıyor.
Şu sıralar İsviçre’nin Winterthur şehrinde laboratuvar testlerini ve özel olarak hazırlanan test durağı altyapısını sürdüren Winduction, bir sonraki aşamada sistemi prototip bir otobüse uygulayarak saha testlerine geçmeyi planlıyor. Şirketin nihai hedefi ise 2028 yılında ilk ticari yolculu pilot uygulamayı hayata geçirmek. Konuyla ilgili olarak Zürih Havalimanı bölgesindeki toplu taşıma otoriteleriyle temasların devam ettiği de gelen bilgiler arasında.
Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
- Winduction tarafından geliştirilen sistemin temel amacı nedir?
Sistem, elektrikli otobüslerin duraklarda bekledikleri kısa süre içinde, kabloya gerek kalmadan lastikler üzerinden kablosuz olarak şarj edilmesini ve daha küçük bataryalarla çalışmasını amaçlar. - Enerji aktarımı lastikler üzerinden nasıl gerçekleştiriliyor?
Yol zeminine yerleştirilen şarj plakaları elektromanyetik alan yaratır; otobüs duraktayken bu enerjiyi lastiğin içerisine özel olarak yerleştirilen alıcı bobinler yakalayarak bataryaya aktarır. - Sistemin enerji transferindeki verimlilik oranı nedir?
Geliştirilen teknoloji sayesinde enerji aktarımında yüzde 90’ın üzerinde bir verimlilik elde edildiği belirtilmektedir. - Geleneksel lastikler bu sistemde neden kullanılmıyor?
Standart otobüs lastiklerinde dayanıklılık için bulunan çelik kuşaklar, manyetik alanla etkileşime girerek enerjinin ısıya dönüşmesine neden olduğu için çelik içermeyen özel lastikler geliştirilmektedir. - Özel şarj lastiklerinin maliyeti yüksek mi?
Şirket CEO’suna göre bu lastikler standart modellere göre daha pahalı olacak ancak toplam otobüs maliyeti ve işletme giderleri içinde bu fark sınırlı kalacaktır. - Bu teknoloji otobüslerin batarya boyutlarını nasıl etkiler?
Gün içinde sık ve kısa aralıklarla şarj imkanı sunduğu için araçların devasa batarya paketleri taşıma zorunluluğunu ortadan kaldırır ve daha küçük batarya kullanımına olanak tanır. - Daha küçük bataryaların sağladığı avantajlar nelerdir?
Batarya boyutunun küçülmesi otobüslerin ağırlığını azaltır, satın alma maliyetini düşürür ve salonda yolcular için daha fazla alan kazanılmasını sağlar. - Şarj teknolojisi elektrik şebekesine nasıl bir katkı sunar?
Gün içine yayılan kısa şarj döngüleri şebeke üzerindeki anlık yükü hafifletir ve özellikle güneş enerjisinin yoğun olduğu gündüz saatlerinden faydalanmayı kolaylaştırır. - Pilot uygulama ve testler nerede ve ne zaman yapılacak?
Şu an İsviçre’nin Winterthur kentinde test altyapısı kurulmaktadır; ilk yolculu pilot uygulamanın ise 2028 yılında hayata geçirilmesi hedeflenmektedir. - Zürih’teki örnek hatta kaç durağa şarj cihazı kurulması planlanıyor?
Zürih Havalimanı ile Oerlikon arasındaki 24 duraklı hat üzerinde yapılan hesaplamalara göre sadece iki durağa kablosuz şarj noktası kurulması yeterli olabilmektedir.
