Elektromobilność - bezpieczna teraźniejszość i elektryzująca przyszłość

Elektromobilność – to słowo coraz częściej pojawia się w mediach i w codziennych dyskusjach. Wydaje się, że już niedługo zostanie na stałe wprowadzone do naszych słowników i stanie się częścią rzeczywistości. A co się za nim kryje i co ma z tym wspólnego Urząd Dozoru Technicznego?

Z globalnego punktu widzenia na elektromobilność składają się wszelkie zagadnienia związane z pojazdami napędzanymi energią elektryczną, infrastrukturą do ich ładowania oraz ich funkcjonowaniem od strony prawnej. Rynek ten, choć stosunkowo młody,
rozwija się w szybkim tempie zarówno na świecie, jak i w Polsce. Z jednej strony napędza go potrzeba dywersyfikacji sposobów zasilania pojazdów, drugim zaś czynnikiem jest ogólny trend związany z elektryfikacją urządzeń wynikający m.in. z rosnącej
wśród społeczeństw świadomości ekologicznej. Na rynek wprowadzanych jest coraz więcej modeli samochodów elektrycznych od istniejących marek. Powstają także marki nowe, nastawione całkowicie na pojazdy elektryczne. Pojawiają się wytwórcy stacji
ładowania, a wraz z nimi nowe technologie oraz projekty wizualne. Pojęcie pojazdów elektrycznych obejmuje nie tylko samochody, lecz również autobusy, motocykle, łodzie i inne środki transportu. Świat elektromobilności staje się coraz bardziej różnorodny. Daje wiele nowych możliwości, ale i stwarza wiele niespotykanych dotychczas powszechnie zagrożeń. Przy próbie zrozumienia go ważne jest, aby przy obecnym pędzie ku przyszłości spojrzeć rzeczowym okiem na kwestie bezpieczeństwa od strony technicznej, pozostając jednocześnie otwartym na nowe, często bardziej dopracowane rozwiązania.

Rys. 1. Pantograf na pętli autobusowej Spartańska w Warszawie

PUNKT ŁADOWANIA A STACJA ŁADOWANIA

Stacja ładowania, analogicznie do stacji paliw, jest wydzielonym w przestrzeni miejscem, w którym mogą znaleźć się pojazdy elektryczne w celu ładowania akumulatorów. W jej skład wchodzi zarówno urządzenie popularnie zwane ładowarką, jak i przyłącze do sieci oraz miejsce postojowe. Z tego wynika, że punkt ładowania to pojedyncze wyjście przeznaczone dla jednego pojazdu.

Rys. 2. Wtyczka pojazdowa – standard CHAdeMO

Punkty ładowania można skategoryzować m.in. ze względu na ich moc (punkty normalnej i dużej mocy, w których graniczną wartością według ustawy są 22 kW), charakter prądu ładowania (przemienny AC i stały DC) oraz osprzęt służący do ładowania pojazdów elektrycznych (złącze wtykowe, pantograf, ładowarka indukcyjna).

Wśród samochodów i motocykli zdecydowanie przeważa sposób ładowania złączem wtykowym – czyli po prostu za pomocą przewodu z wtyczką. Przewód ten może być na stałe zamocowany do stacji lub wożony jako wyposażenie samochodu. Ta druga opcja możliwa jest tylko dla AC. Autobusy korzystają także z ładowania okazyjnego za pomocą pantografów umieszczonych na pętlach i przystankach pośrednich.

Ładowanie prądem przemiennym wymaga, by w pojeździe był zainstalowany przetwornik AC-DC, ponieważ akumulatory ładowane
są prądem stałym. W takim przypadku pojazd można podłączyć do zwykłego gniazdka. Zachowuje się on wtedy jak każdy domowy odbiornik prądu. Proces ładowania przebiega z małą mocą i zajmuje od kilku do kilkunastu godzin, w zależności od pojemności baterii. Na takiej samej zasadzie można podłączyć pojazd do gniazda AC na stacji ładowania, moc pobierana jest wtedy większa i proces trwa krócej. Zasadniczo w tym przypadku za bezpieczeństwo i komunikację odpowiada sam pojazd. Po mechanicznym podłączeniu wtyczki komputer pokładowy kontroluje pobór mocy, ograniczając jej pułap i kończąc połączenie, w zależności od parametrów pojazdu. Punkty ładowania AC mają z reguły moce do około 22 kW lub 43 kW.

Ładowanie prądem stałym jest procesem bardziej wymagającym pod względem zabezpieczeń ze względu na charakter prądu oraz
osiągane moce. Przetwornik AC-DC nie jest potrzebny w pojeździe, za to znajduje się w obudowie na stacji. Oprogramowanie punktu ładowania współpracuje z komputerem pokładowym, przy czym proces ładowania jest praktycznie całkowicie kontrolowany przez punkt. Zakres mocy waha się od 20 kW do ponad 100 kW, a nawet 200 kW (pantografy autobusowe). Punkty ładowania DC docelowo mają służyć szybkiemu ładowaniu i doładowywaniu baterii, dlatego sam proces trwa krócej niż ładowanie prądem AC, nawet do kilkunastu minut dla autobusów na pętlach.

Punkty ładowania indukcyjnego są najczęściej urządzeniami małej mocy i do tej pory nie doczekały się dużej popularności. Funkcjonują głównie jako cewki przenośne lub wbudowane w podłoże. Po zbliżeniu się do takiego punktu pojazdu wyposażonego w bliźniaczą cewkę energia przekazywana jest do obwodów pojazdu na zasadzie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.

Najbardziej rozpowszechnione w Europie standardy wtyczek to Typ 2 (AC), Combo 2 (DC) oraz CHAdeMO (DC). Ciekawostką jest
pochodzenie nazwy ostatniego z wyżej wymienionych standardów od japońskiego zdania Ocha demo ikaga desu ka?, co dosłownie oznacza: A może byśmy napili się herbaty? i nawiązuje do krótkiego czasu ładowania wystarczającego tylko, na wypicie filiżanki gorącego napoju.

Rys. 3. Stacja ładowania z punktami dużej mocy: Typ 2, CHAdeMO, Combo 2

22 lutego br. weszła w życie Ustawa z dnia 11 stycznia 2018 r. o elektromobilności i paliwach alternatywnych, wdrażająca dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 października 2014 r. w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych (2014/94/ UE). Według zapisów ww. ustawy stacje ładowania, punkty ładowania autobusów oraz stacje gazu ziemnego będą podlegać badaniom UDT w zakresie ich bezpiecznej eksploatacji, naprawy i modernizacji.

Oznacza to, że przed dopuszczeniem do eksploatacji stacje i punkty ładowania zostaną przebadane przez Inspektorów UDT. Badania techniczne będą też wykonywane po znaczących naprawach i modernizacjach. UDT może także wystąpić w roli opiniodawcy w zakresie zgodności dokumentacji technicznej projektowanej stacji z wymaganiami bezpieczeństwa i warunkami technicznymi. Podjęcie każdej z powyższych czynności wymaga złożenia przez eksploatującego odpowiedniego wniosku.

Obecnie negocjowane jest rozporządzenie w sprawie warunków technicznych dla stacji ładowania pojazdów elektrycznych. UDT jest w stałej współpracy z Ministerstwem Energii. Wychodzimy naprzeciw oczekiwaniom wszystkich zainteresowanych stron, mając na uwadze przede wszystkim zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom stacji, czyli kierowcom pojazdów, a także osobom postronnym znajdującym się w ich pobliżu.

Przedstawiciele Departamentu Innowacji i Rozwoju od ponad dziewięciu miesięcy spotykają się z przedstawicielami producentów,
operatorów stacji, operatorów sieci dystrybucyjnych i przesyłowych, a także ośrodków badawczych, placówek naukowych oraz podmiotów, które już wdrożyły z powodzeniem konkretne systemy. Dzięki tym konsultacjom opracowywane jest rozwiązanie, które pozwoli wprowadzić do Polski światowe standardy i ograniczyć rozprzestrzenianie się na rynku tzw. samoróbek, czyli punktów ładowania o wątpliwych zabezpieczeniach i konstrukcji, a jednocześnie pozostawi otwarte drzwi dla rozwiązań nowych i innowacyjnych.

Rys. 4. Stacja ładowania z punktami dużej mocy, ul. Puławska w Warszawie

Sama ustawa wciąż nie wyjaśnia pewnych kwestii m.in. tego, jak traktowane będą stacje podłączone nie bezpośrednio do sieci dystrybucyjnej, a poprzez instalację elektryczną centrum handlowego, bo i takie rozwiązania są stosowane. Kolejne pytanie dotyczy okresu przejściowego dla stacji wybudowanych po wejściu w życie ustawy, a przed wejściem w życie rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, na podstawie których powinno odbyć się obowiązkowe według ustawy badanie techniczne przed oddaniem stacji do eksploatacji.

Jakkolwiek zostaną rozwiązane kwestie prawne, należy mieć na uwadze, że punkty ładowania są to urządzenia o dużych mocach,
dostępne dla osób postronnych, obsługiwane przez osoby nieposiadające odpowiednich zaświadczeń kwalifikacyjnych do ich obsługi i z założenia niedysponujące wiedzą pozwalającą na określenie ich stanu technicznego. Dlatego tak ważne jest, aby wszelkie ryzyko, w szczególności porażenia prądem elektrycznym, zostało, to zminimalizowane w jak najwyższym stopniu. Jako lider innowacyjności w dziedzinie bezpieczeństwa publicznego UDT, obejmując dozorem kolejne urządzenia, przyczynia się do tworzenia pewnej, bezpiecznej teraźniejszości i przyszłości.

Katarzyna Papis 

Departament Innowacji i Rozwoju UDT