22/12/2025
Yrd. Doç. Dr. İhsan Sadati
Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Programı
Hareket Halindeyken Kablosuz Şarjın Optimize Edilmesi Geleceğin Elektrikli Araç Mobilitesi İçin Neden Önemli?
Elektrikli araçlar ulaşımı dönüştürüyor, ancak şarj hala uygulamaya yönelik bir kısıtlama olmaya devam ediyor. Ortak şarj ağları genişlese bile, araçların durması, beklemesi ve şarj imkanı ile şarj süresi konusundaki belirsizlikle başa çıkması gerekiyor. Ticari filolar, kentsel dağıtım, toplu taşıma ve uzun mesafeli lojistik süreçleri için bu kesintiler doğrudan daha yüksek maliyet ve daha düşük hizmet güvenilirliği anlamına geliyor.
Elektrikli Yol Sistemleri (ERS) ise farklı bir paradigma sunuyor: ERS, enerjiyi sabit bir araca taşımak yerine, hareket halindeki bir araca iletiyor. En dönüştürücü vizyon, araçların hareket halindeyken enerji aldığı dinamik kablosuz şarj teknolojisidir. ERS, belli yol kesimlerini 'şarj şeritlerine' dönüştürerek, uzun duraklamalar olmadan etkili sürüş menzilini uzatabilir ve yüksek kullanım oranına sahip filoları destekleyebilir.
ERS genellikle üç ana teknoloji ailesinde tartışılmaktadır: (i) yol yüzeyindeki raylar aracılığıyla iletken şarj, (ii) indüktif (kablosuz) şarj ve (iii) özellikle ağır araçlar için havadan iletken sistemler. Bunlar arasında, indüktif ERS, açıkta iletken olmadan eller serbest şarj imkanı sağladığı için özellikle kentsel ortamlar için caziptir. Bununla birlikte, kablosuz aktarım verimliliği, hizalama, hız ve güç elektroniği gibi faktörlere bağlıdır; bu da planlama ve kontrolü çok önemli hale getirir.
Stratejik olarak uygulandığında, dinamik kablosuz şarj, menzil kaygısını azaltabilir ve daha da önemlisi, batarya boyutlandırma şeklimizi değiştirebilir. Hareket halindeyken şarj olabilen bir araç, şarj noktaları arasındaki en kötü senaryo mesafesi için tasarlanmış aşırı büyük bir bataryaya ihtiyaç duymayabilir. Daha küçük bataryalar ise araç maliyetlerini düşürebilir, ağırlığı azaltabilir ve enerji verimliliğini artırabilir. Sistem düzeyinde, ERS koridorları, zaman kısıtı olan teslimat rotaları veya yüksek sıklıkta gerçekleştirilen servisler gibi sık duraklamaların istenmediği zorlu operasyonların elektrikli hale getirilmesine yardımcı olabilir.
Ancak asıl soru sadece "Yolda kablosuz şarj yapabilir miyiz?" değil, "Bunu en verimli şekilde nasıl kullanırız?" sorusudur. Kablosuz şarj altyapısı doğası gereği seçicidir: sadece bazı kısımlar elektrikli hale getirilebilir, güç imkanları değişiklik gösterebilir ve birden fazla araç aynı kapasite için rekabet edebilir. Bu, rota planlamasını enerji yönetimiyle harmanlayan bir planlama problemi yaratır: araçlar nereye gideceklerine, hangi şarj kısımlarını kullanacaklarına ve hizmet gereksinimlerine (örneğin, teslimat zaman aralıkları) uyarken güvenli bir şarj durumunu nasıl koruyacaklarına karar vermelidir.
Optimizasyon açısından bakıldığında, ERS klasik rota planlamasını enerjiye duyarlı bir karar problemine dönüştürür. Güvenilir rota içi kablosuz şarj sağlayan ve pil tükenme riskini azaltan biraz daha uzun bir rota tercih edilebilir. Bunun yanında, "en iyi" strateji, kablosuz şarj verimliliğini artıran hızları veya kalkış zamanlarını seçmekten veya sınırlı şarj şeritlerinin sıkışıklığa neden olmadan kullanılmasını sağlayacak şekilde bir filoyu koordine etmekten geçebilir.
Bu kararlar sadece filo operatörleri için değil, altyapı planlayıcıları ve politika yapıcıları için de önemlidir. ERS uygulaması yatırım, yol entegrasyonu ve elektrik şebekesiyle koordinasyon gerektirir. Buna karşılık, özellikle akıllı şebeke yönetimi ve yenilenebilir enerji entegrasyonuyla birleştirildiğinde, mobiliteyi karbonsuzlaştırmanın ve operasyonel güvenilirliği artırmanın bir yolu olabilir. Bu anlamda, dinamik kablosuz şarjın optimizasyonu, altyapının kendisinin inşası kadar önemlidir.
Son araştırmalarımızda, ERS teknolojisiyle uygulanabilir rota ve planlama araçları arasnda bağlantı kuran karar destek yöntemleri geliştirmeye odaklanıyoruz. Bu soruların birçoğu, özellikle gerçek operasyonel kısıtlamalar altında dinamik kablosuz şarj kullanımının optimizasyonu, yakın zamanda destek almaya hak kazanan TÜBİTAK 3501 projesi kapsamında ele alınıyor.
