Ηλεκτρικά αυτοκίνητα και φόρτιση: Το μέλλον της αυτοκίνησης και όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε

Ένα στα τρία οχήματα στην Ελλάδα έως το 2030 θα είναι ηλεκτρικό εκτιμά η αγορά του αυτοκινήτου στη χώρα μας, με τα κίνητρα απόκτησης ηλεκτρικών αυτοκινήτων που θεσπίζει η κυβέρνηση να θεωρούνται θετικά.

Παράλληλα, σύμφωνα και με τα στοιχεία του Συνδέσμου Εισαγωγέων Αντιπροσώπων Αυτοκινήτων (ΣΕΑΑ), συνολικά το 2019 πωλήθηκαν στη χώρα μας 478 ηλεκτρικά αυτοκίνητα (είτε με συσσωρευτές – BEV είτε επαναφορτιζόμενα υβριδικά – PHEV) αποτελώντας μόλις το 0,42% των συνολικών πωλήσεων αυτοκινήτων. Το πρώτο τετράμηνο του 2020, καταγράφεται ήδη αύξηση των πωλήσεων της εν λόγω κατηγορίας αυτοκινήτων, καθώς έχουν πωληθεί 214 οχήματα, με το μερίδιο στο τετράμηνο να διαμορφώνεται σε 0,9%. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα εδώ.

Πριν την αγορά ηλεκτρικού αυτοκινήτου ωστόσο, καλό θα ήταν να έχετε όλες τις απαντήσεις ακόμη και για τα πιο απλά ερωτήματα γύρω από την ηλεκτροκίνηση.

Πώς μπορώ να φορτίσω το όχημά μου;  

Η ηλεκτροκίνηση αλλάζει οριστικά και το πώς ανεφοδιάζουμε τα οχήματά μας. Ουσιαστικά δεν χρειάζεται πλέον να πηγαίνετε με το αυτοκίνητό σας στο πρατήριο καυσίμων, αλλά έχετε τη δυνατότητα να φορτίσετε τη μπαταρία του ηλεκτρικού αυτοκινήτου σας σχεδόν παντού: στο σπίτι σε μια οικιακή πρίζα/πρίζα σούκο, σε δημόσιους σταθμούς φόρτισης ή σε σταθμούς ταχείας φόρτισης. Αν το έχετε δοκιμάσει, διαπιστώνετε ότι είναι τόσο απλό όσο η φόρτιση του Smartphone σας.

Η επόμενη μεγάλη πρόκληση είναι η δυνατότητα φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων σε περισσότερα σημεία ανά την Ελλάδα. Μετά τη νομοθέτηση των όρων, των προδιαγραφών και των προϋποθέσεων για την εγκατάσταση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων σε συγκεκριμένους κοινόχρηστους χώρους, η φόρτιση του ηλεκτρικού αυτοκινήτου θα καταστεί ευκολότερη.

Πρόσφατα το Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας εγκαινίασε το πρόγραμμα «Κινούμαι Ηλεκτρικά» μέσω του οποίου υποβάλλονται αιτήσεις συμμετοχής για επιδότηση στην αγορά ηλεκτρικού οχήματος καθώς και ‘’έξυπνου’’ οικιακού φορτιστή. Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε εδώ.

Ποιά Υπουργική Απόφαση καθορίζει τους χώρους εγκατάστασης φορτιστή ηλεκτρικών οχημάτων;

Η υπουργική απόφαση είναι η 42863/438/2019, έχει δημοσιευτεί στο ΦΕΚ 2040/Β’ 4.6.2019 και αφορά «τον καθορισμό των όρων, των προϋποθέσεων και των τεχνικών προδιαγραφών για την εγκατάσταση συσκευών φόρτισης συσσωρευτών ηλεκτροκίνητων οχημάτων (σημεία επαναφόρτισης), στις εγκαταστάσεις εξυπηρέτησης οχημάτων, σε δημοσίως προσβάσιμα σημεία επαναφόρτισης κατά μήκος του αστικού, υπεραστικού και εθνικού οδικού δικτύου καθώς και σε χώρους στάθμευσης δημόσιων και ιδιωτικών κτιρίων».

Ποιοί είναι οι χώροι που περιλαμβάνονται στην παραπάνω Υπουργική Απόφαση;

Οι χώροι οι οποίοι περιλαμβάνονται είναι:

1. Πρατήρια καυσίμων και ενέργειας
2. Χώροι στάθμευσης
   1. Σε λιμάνια, μαρίνες
   1. Στεγασμένοι και υπαίθριοι
   1. Δημοσίων ή ιδιωτικών κτιρίων
3. Συνεργεία συντήρησης και επισκευής αυτοκινήτων/μοτοσικλετών
4. Κ.Τ.Ε.Ο. είτε δημόσια είτε ιδιωτικά
5. Δημόσιοι και ιδιωτικοί προσβάσιμοι χώροι κατά μήκος του αστικού, υπεραστικού και εθνικού  οδικού δικτύου
6. Τερματικοί σταθμοί ή σταθμοί μετεπιβίβασης των Μέσων Μαζικής Μεταφοράς

Τι είναι ο φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος;

Είναι μία συσκευή η οποία αναλαμβάνει τη σωστή και ασφαλή φόρτιση ενός ή περισσοτέρων ηλεκτρικών οχημάτων. Η συσκευή περιλαμβάνει ηλεκτρολογικά κυκλώματα, διατάξεις προστασίας, σύστημα ελέγχου της φόρτισης, ενδείξεις λειτουργίας και βύσματα (φίσες) σύνδεσης με το ηλεκτρικό όχημα.

Πόσοι τύποι φορτιστών ηλεκτρικών οχημάτων υπάρχουν;

Οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες, βάση της μεθόδου φόρτισης (Λειτουργίας/Mode) που χρησιμοποιούν, και ορίζονται από το πρότυπο EN/IEC 61851-1 (αναφέρεται στην Υπουργική Απόφαση).

Οι κατηγορίες αυτές είναι:

Mode 1: Πρόκειται για μια άμεση, παθητική σύνδεση του ηλεκτρικού οχήματος με το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, είτε σε μονοφασική τάση 230 V είτε σε τριφασική τάση 400 V, συμπεριλαμβανομένης γείωσης, με μέγιστο ρεύμα 16 A. Η χρήση του είναι σπάνια και κυρίως για φόρτιση μικρών ηλεκτρικών οχημάτων όπως είναι τα ηλεκτρικά πατίνια ή ποδήλατα.

Mode 2: Είναι μια άμεση, ημιενεργή σύνδεση του ηλεκτρικού οχήματος με το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, είτε με μονοφασική τάση 230 V είτε με τριφασική τάση 400 V, συμπεριλαμβανομένης γείωσης με μέγιστο ρεύμα 32 A.

Μεταξύ του ηλεκτρικού οχήματος και του δικτύου ρεύματος και επάνω στο καλώδιο παρεμβάλλεται ενεργός εξοπλισμός (επικοινωνία) και παρέχει προστασία ανίχνευσης και παρακολούθησης της παρουσίας γης, βραχυκύκλωμα γείωσης, υπέρταση, προστασία από υπερθέρμανση και τη λειτουργική μετάβαση, ανάλογα με την παρουσία οχήματος και τη ζήτηση ισχύος φόρτισης. Είναι για φόρτιση αυτοκινήτου και συνήθως το καλώδιο αυτό περιλαμβάνεται στην αγορά του οχήματος. Είναι μία λύση ανάγκης καθώς η φόρτιση του οχήματος με αυτήν την μέθοδο είναι πολύ χρονοβόρα.

Mode 3: Είναι μια ενεργή σύνδεση του ηλεκτρικού οχήματος με ένα σταθερό φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος, είτε σε μονοφασική τάση 230 V είτε σε τριφασική τάση 400 V. Η τροφοδοσία φόρτισης δεν είναι ενεργή από προεπιλογή, και απαιτεί κατάλληλη επικοινωνία μέσω του καλωδίου  για να ενεργοποιηθεί. Ο φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος διαθέτει τις απαραίτητες διατάξεις προστασίας για την ασφαλή φόρτιση του οχήματος. Αποτελεί την πιο διαδεδομένη μέθοδο φόρτισης ηλεκτρικού οχήματος.

Mode 4: Είναι μια ενεργή σύνδεση του ηλεκτρικού οχήματος με ένα σταθερό ηλεκτρικό φορτιστή. Ο φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος τροφοδοτεί απευθείας 600 V DC και το μέγιστο ρεύμα μπορεί να φτάνει τα 400 A. Αυτή η μέθοδος τροφοδοτεί απευθείας τους συσσωρευτές του ηλεκτρικού οχήματος. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ο εμφανώς ταχύτερος  χρόνος φόρτισης.

Ο φορτιστής ηλεκτρικών οχημάτων διαθέτει δυνατότητα επικοινωνίας;

Ένας φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος διαθέτει δυνατότητες επικοινωνίας και με τη βοήθεια του παρακάτω διαγράμματος κατανοούμε καλύτερα τη λειτουργικότητα του.

Παρατηρώντας το διάγραμμα βλέπουμε ότι υπάρχουν τρεις τρόποι επικοινωνίας. Αναλυτικότερα έχουμε:

OSCP (Open Smart Charging Protocol): Είναι ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας το οποίο χρησιμοποιείται σε ορισμένες Ευρωπαϊκές χώρες όπως η Ολλανδία, ώστε να επικοινωνούν οι πάροχοι ηλεκτρικής ενέργειες με τους διαχειριστές των συσκευών φόρτισης.

OCPP (Open Charge Point Protocol): Είναι ανοιχτό πρωτόκολλο επικοινωνίας το οποίο φαίνεται να έχει επικρατήσει και χρησιμοποιείται ώστε να επικοινωνήσει ο κεντρικός διαχειριστής συσκευών φόρτισης με τους φορτιστές οχημάτων που έχει υπό την ευθύνη του. Μέσω αυτού του πρωτοκόλλου μπορεί να ελέγξει και να ανταλλάξει πληροφορίες με τη συσκευή φόρτισης.

PWM (Pulse Width Modulation): Είναι επικοινωνία χαμηλότερου επιπέδου μεταξύ της συσκευής φόρτισης και του ηλεκτρικού οχήματος. Η επικοινωνία περιλαμβάνει πολύ βασικές πληροφορίες όπως την ύπαρξη σύνδεσης οχήματος, ύπαρξη οχήματος αλλά όχι έτοιμο για φόρτιση κ.α..  Μπορεί να συναντήσουμε και το πρωτόκολλο LIN (Local Interconnect Network) το οποίο χρησιμοποιεί τον ίδιο τρόπο μετάδοσης και προσφέρει παρόμοιες πληροφορίες στην επικοινωνία μεταξύ συσκευής φόρτισης και ηλεκτρικού οχήματος.

Πόσοι τύποι βυσμάτων (φίσες) σύνδεσης υπάρχουν στους φορτιστές ηλεκτρικού οχήματος;

Τα βύσματα (φίσες) που έχουν καθιερωθεί στην Ευρωπαϊκή Ένωση είναι τα παρακάτω:

Α/Α	Εικόνα	Ονομασία	Τάση φόρτισης	Σχόλια
1		Type 1	AC	Όχι τόσο διαδεδομένο βύσμα, χρησιμοποιείται στη μέθοδο φόρτισης 2 (Mode 2). Η μέθοδος αυτή δεν είναι τόσο διαδεδομένη.
2		Type 2	AC	Είναι ο πιο διαδεδομένος τύπος βύσματος στην Ευρώπη. Χρησιμοποιείται κατά κόρον στη μέθοδο φόρτισης 3 (Mode 3).
3		Combo 2 ή CCS	AC /DC	Αποτελεί μία εξέλιξη του Type 2 ώστε να μπορεί να φορτίσει και μέσω DC τάσης ηλεκτρικά οχήματα. Χρησιμοποιείται με τις μεθόδους φόρτισης 3 και 4 (Mode 3 & Mode 4). CCS (Combined Charging System)
4		CHAdeMO	DC	Αποτελεί προσθήκη στα Ευρωπαϊκά πρότυπα από την Ιαπωνία όπου και αναπτύχθηκε. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για DC τάση φόρτισης με τη μέθοδο 4 (Mode 4).

Υπάρχουν και άλλα βύσματα στην παγκόσμια αγορά αλλά τα προαναφερθέντα έχουν καθιερωθεί στην Ευρωπαϊκή Ένωση, με μία πολύ πιθανή προσθήκη στα πρότυπα, του βύσματος φόρτισης την εταιρείας Tesla. Άλλωστε ήδη εδώ και αρκετό καιρό κυκλοφορούν αρκετά οχήματα Tesla στους Ευρωπαϊκούς δρόμους.

Τι απαιτείται για την εγκατάσταση ενός φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος; 

Για την τοποθέτηση ενός φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος απαιτείται :

1. Η παροχή για τη σύνδεση με κάποιο δίκτυο ενέργειας
2. Το καλώδιο διασύνδεσης και επικοινωνίας (συνήθως ένα UTP με βύσμα RJ45)
3. Κατάλληλος εξοπλισμός και εργαλεία για την τοποθέτηση του φορτιστή οχημάτων

Ποιες ηλεκτρολογικές διατάξεις προστασίας πρέπει να διαθέτει ένας φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος; 

Ένας φορτιστής αυτοκινήτου πρέπει να διασφαλίζει την ασφαλή φόρτιση του αυτοκινήτου και την ασφάλεια του χρήστη της συσκευής.

Κάθε φορτιστής ηλεκτρικού οχήματος περιλαμβάνει μηχανικές δικλίδες ασφαλείας (όπως τη μηχανική μανδάλωση της φίσας κατά την διάρκεια της φόρτισης) και ηλεκτρολογικές διατάξεις προστασίας. Οι διατάξεις αυτές είναι:

1. Προστασία έναντι υπερέντασης
2. Προστασία έναντι σφαλμάτων διαρροής ρεύματος AC προς τη γη
3. Προστασία έναντι σφαλμάτων διαρροής ρεύματος DC μεγαλύτερο των 6mA
4. Προστασία έναντι υπέρτασης

Οι ηλεκτρολογικές διατάξεις προστασίας θα πρέπει είτε να περιλαμβάνονται μέσα στον φορτιστή, είτε στον πίνακα διανομής που τον τροφοδοτεί, είτε συνδυαστικά.

Ποιά κριτήρια πρέπει να εξετάζουμε για τη σωστή επιλογή φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος; 

Η επιλογή του κατάλληλου φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος είναι πολύ εύκολη διαδικασία καθώς τα κριτήρια της βασίζονται στο είδος της εφαρμογής. Αυτά που πρέπει να λάβουμε υπόψιν πριν την τοποθέτηση είναι:

1. Αν είναι Ιδιωτικός ή δημόσιος ο χώρος φόρτισης του οχήματος

Στην περίπτωση αυτή ανάλογα με τη χρήση τους θα πρέπει να διαθέτουν κάποιες λειτουργίες.

Για παράδειγμα μπορεί να έχουν

1. Τη δυνατότητα επικοινωνίας με την κεντρική διαχείριση φορτιστών ηλεκτρικών οχημάτων
2. Τη δυνατότητα ανάγνωσης RFID καρτών. Αυτή η λειτουργικότητα δίνει τη δυνατότητα στον κάτοχο της κάρτας να φορτίσει το ηλεκτρικό του όχημα.
3. Τη δυνατότητα αντοχής στην κρούση για προστασία από βανδαλισμούς.

2. Τύπος σύνδεσης (μονοφασικός ή τριφασικός) και επικοινωνία
   1. Πρέπει να γνωρίζουμε αν το δίκτυο τροφοδοσίας που διαθέτει η εγκατάσταση που θα τοποθετηθούν οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων αν είναι τριφασική ή μονοφασική και
   2. Αν επιθυμούμε κάποιες από τις δυνατότητες που αναφέραμε παραπάνω θα πρέπει να φροντίσουμε να υπάρξει καλώδιο σύνδεσης με το δίκτυο.

3. Δυνατότητα μέγιστης ισχύος της εγκατάστασης

Ανάλογα με την υποδομή της εγκατάστασης μπορούμε να επιλέξουμε μεταξύ ηλεκτρικών οχημάτων διαφορετικών ισχύων φόρτισης. Οι επιλογές κυμαίνονται από 2,3 kW έως 22 kW σε εναλλασσόμενη τάση.

Είναι κάτι παραπάνω από σίγουρο ότι το μέλλον της αυτοκίνησης είναι η ηλεκτροκίνηση μετά και τις τελευταίες ανακοινώσεις της Ελληνικής κυβέρνησης και του υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργειας. Όπως όλα δείχνουν, η ηλεκτροκίνηση έχει ωριμάσει με τους κατασκευαστές αυτοκινήτων πλέον να παράγουν ολοένα και περισσότερα μοντέλα είτε αμιγώς ηλεκτροκίνητα είτε υβριδικά (διαθέτουν ηλεκτροκινητήρα και κινητήρα εσωτερικής καύσης). Παράλληλα, οι προδιαγραφές και οι προαναφερθείσες νομοθετικές διατάξεις και κίνητρα που αφορούν τα ηλεκτρικά οχήματα τα κάνουν ακόμα πιο ελκυστικά στο ευρύ κοινό.

Συντάκτης άρθρου:

Μιχάλης Ανδρικόπουλος

Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Τ.Ε.

KNX Tutor

Building Technologies Manager at KAFKAS