Como planejar um depósito de carregamento para ônibus escolares elétricos? Rotas, horários e infraestrutura

Um Depósito de carregamento de ônibus escolar elétrico deve ser dimensionado de acordo com a energia necessária por cada ônibus antes de sua próxima partida, as horas em que ele está realmente disponível para carga e a capacidade elétrica que o local pode suportar. Comece com as rotas e os horários de operação, depois escolha carregadores e uma estratégia de carregamento gerenciada. Comprar unidades de alta potência idênticas para cada vaga de estacionamento pode aumentar os custos sem resolver os problemas de rotas com maior tempo de retorno.

Um plano útil de carregamento de ônibus escolar com energia elétrica reúne a equipe de transporte, a empresa de energia elétrica, o projetista de sistemas elétricos, os fornecedores de ônibus e o fornecedor de sistemas de carregamento. Ele deve abranger os dias normais de aula, a demanda durante os períodos de frio, as viagens extracurriculares, os atrasos e os problemas de equipamentos. O objetivo é que cada ônibus designado saia com a reserva necessária, mantendo o pátio do veículo prático para os motoristas e a equipe de manutenção.

Como as rotas e os horários de partida determinam a demanda de carregamento?

Crie um formulário de planilha de nível de rota antes de selecionar a potência do carregador. Registre distância, terreno, paradas, carga de passageiros, clima, aquecimento ou resfriamento da cabine, tempo de retorno e próximo horário de partida. Utilize dados de veículos de rotas comparáveis, quando disponíveis. As estimativas da faixa de desempenho do fabricante podem servir de base inicial, mas não substituem um modelo de energia de rota.

Distinguir a capacidade da placa de identificação da bateria da capacidade utilizável e os limites de carga operacional acordados com o fornecedor do ônibus. A Iniciativa de Ônibus Escolar Elétrico da WRI destaca essa diferença e o efeito do aquecimento e do ar-condicionado na autonomia. Evite adicionar uma segunda reserva para a capacidade da bateria, já excluída pela capacidade energética utilizada pelo fabricante.

Calcule a energia necessária na próxima partida e, em seguida, subtraia a energia esperada para a volta. Inclua uma reserva operacional declarada e qualquer energia necessária para a pré-condicionamento. Mantenha a conta diária separada da rota mais provável: uma longa viagem ao final do dia pode determinar a necessidade de energia do ônibus, mesmo que a média da frota seja modesta.

Para taxa de utilização da rota do autocarro escolar, A disponibilidade é tão importante quanto a distância. Um ônibus pode ficar parado no depósito entre as partidas matutinas e à tarde, mas essa janela de disponibilidade só é útil se for possível conectá-lo à energia elétrica, carregá-lo e liberá-lo a tempo. O tempo gasto com estacionamento, inspeção, limpeza e despacho deve ser excluído da janela efetiva de disponibilidade para a carga.

Qual a potência do carregador necessária para cada ônibus?

É necessária uma estimativa inicial da energia da bateria dividida pelos horas efetivas de carregamento, ajustada para ter em conta as perdas. Especificar se a potência refere-se à entrada da rede elétrica ou à potência entregue à bateria. O cronograma real também deve respeitar o limite de carregamento do bus, a performance dependente da temperatura, a inclinação da carga e qualquer potência partilhada com outro conector.

Considere um ônibus ilustrativo que precisa de 90 kWh adicionados à sua bateria antes da partida. Com seis horas efetivas de carregamento e uma eficiência geral da rede de 90%, a entrada média na rede é 90 ÷ (6 × 0,90), ou cerca de 16,7 kW. Se a janela de carregamento se reduzir para duas horas, o mesmo cálculo dá 50 kW. Estas são suposições de planejamento, não um consumo medido pelo ônibus ou uma recomendação de instalação.

Um carregador com uma classificação correspondente no painel ainda precisa ser validado em relação à potência aceita pelo veículo. No caso de carregamento com tensão alternada (AC), o carregador embarcado pode ser o limite. No caso de carregamento com tensão direta (DC), verifique a faixa de tensão da rede elétrica, o conector, os requisitos de comunicação e a curva de carregamento. Obtenha evidências escritas de compatibilidade para a combinação real de ônibus e carregador.

Os termos Level 2 e carregamento rápido DC descrevem diferentes sistemas; eles não estabelecem compatibilidade universal com ônibus. O rótulo Level 2 é comumente utilizado na América do Norte. A fonte de alimentação elétrica, os padrões de conector e os requisitos do veículo devem ser verificados para o mercado de destino.

Quantos carregadores e conectores o depósito deve ter?

Conta simultaneamente os ônibus estacionados, as conexões disponíveis e os canais de alimentação independentemente utilizáveis. Dois conectores em uma unidade podem compartilhar energia ou funcionar sequencialmente. Pergunte o que cada veículo pode receber quando ambos estiverem conectados e o que acontece com ambos os compartimentos se o gabinete compartilhado falhar.

Uma conexão dedicada para cada ônibus estacionado rotineiramente reduz os deslocamentos durante a noite e facilita a execução de horários automatizados. Carregadores compartilhados podem funcionar quando a equipe estiver disponível para movimentar os veículos e o horário de funcionamento inclua essas deslocações. Não assuma que o motorista retornará tarde da noite para trocar os cabos, a menos que essa atividade esteja explicitamente planejada.

Em um hipotético terminal de ônibus com dez chegadas simultâneas durante a noite, dez conexões acessíveis permitem que todos os ônibus permaneçam ligados à rede elétrica. Isso não exige que dez carregadores consumam toda a potência da placa de identificação de energia de uma só vez. A arquitetura escolhida pode distribuir a energia entre essas conexões, desde que atenda aos objetivos de cada partida.

Avalie a situação de falta de energia em relação ao plano de operação. Um conector extra conectado ao mesmo gabinete de alimentação que falhou não constitui uma redundância independente. Defina quais rotas podem utilizar outra tomada quando um ônibus de substituição estiver disponível e quem responderá a uma sessão de carregamento perdida. Essa reserva operacional é frequentemente mais útil do que especificar uma porcentagem arbitrária de equipamentos adicionais.

A carga gerenciada pode reduzir o tamanho da conexão com a empresa de energia elétrica?

Carregamento de ônibus elétrico no depósito A carga gerenciada controla quando a energia é fornecida e como ela é dividida. A WRI distingue isso da carga bidirecional: agendar a energia para os ônibus não exige a exportação dela deles.

Comece com uma simulação baseada em tempo, em vez da soma das potências dos carregadores. Para dez ônibus, cada um necessitando da adição de uma bateria de 90% kWh durante seis horas de uso compartilhado, com a mesma eficiência assumida, a entrada média na rede é de cerca de 166,7 kW. Esse valor é apenas uma estimativa da energia consumida ao longo do tempo. Não estabelece o tamanho do transformador, as especificações dos condutores ou um cronograma viável se vários ônibus chegarem atrasados ou partirem antes do previsto.

Solicite ao projetista e à empresa de serviços que avaliem outras cargas do depósito, o serviço disponível, a medição da demanda, a carga dos transformadores, a proteção, a qualidade da energia e as normas elétricas aplicáveis. A précondicionamento pode coincidir com a partida matinal e deve ser representado no perfil de carga. Compare tarifas utilizando o intervalo de demanda real da empresa e os períodos de uso.

Defina o que acontece quando a conexão com a nuvem ou o controlador central estiver indisponível. A solução de emergência deve manter o site dentro dos limites elétricos permitidos, preservando um plano de operação acordado. Teste alterações na prioridade dos veículos e reinícios simultâneos após uma interrupção. Um sistema que inicia todos os carregadores com potência máxima após a reconexão pode comprometer o limite pretendido.

Os controles de carregamento devem conectar as prioridades de partida com o limite de capacidade do local. Os princípios equilíbrio dinâmico de carga ajuda a explicar a distribuição da energia, mas o depósito também deve considerar qual ônibus precisa sair primeiro. O armazenamento, a energia solar ou a V2G podem ser avaliados separadamente, desde que o caso de negócio e a compatibilidade os apoiem.

O que deve ser acordado com a empresa de serviços públicos antes da construção?

Compartilhe o número de ônibus da primeira fase, o crescimento esperado, as janelas de cobrança propostas e um perfil de carga preliminar com antecedência. Pergunte sobre a capacidade existente, os novos requisitos de serviço, os prazos de entrega de transformadores e equipamentos de comando e controle, a medição, as tarifas e a divisão das responsabilidades de construção. A data de entrega do carregador não estabelece a data em que o depósito poderá ser energizado.

O Power Planner da WRI organiza a discussão sobre a utilidade pública em etapas práticas para os distritos escolares. Utilize essa coordenação inicial para comparar a expansão em etapas com o custo de reabrir a pavimentação já concluída. As obras civis podem incluir futuras rotas de condutores ou espaço para equipamentos, mesmo que a primeira fase instale menos carregadores.

Nos projetos dos EUA, o designer qualificado deve cumprir os códigos elétricos adotados localmente, incluindo as disposições aplicáveis para a carga elétrica de veículos elétricos. Outros mercados utilizam seus próprios requisitos elétricos, de instalação e de equipamentos. A certificação de produtos, a aprovação de instalação e a interoperabilidade bem-sucedida entre ônibus são verificações distintas; nenhuma delas deve ser inferida unicamente com base na presença de um conector.

Como os ônibus, os cabos e as pessoas devem se deslocar pelo pátio?

Mapeie os caminhos de acesso utilizando as dimensões reais do ônibus e o diâmetro do eixo. Coloque os carregadores onde os ônibus possam estacionar de forma previsível, sem precisar passar por cabos ou equipamentos. Verifique o alcance dos conectores com a localização real da entrada, de acordo com a orientação de estacionamento pretendida. Evite layouts que dependam de estender um cabo por uma via de pedestres.

Provee de armazenamento adequado de cabos, proteção de equipamentos, iluminação, drenagem e acesso aos serviços. Planifique a instalação de armazenamento para neve ou condições climáticas locais, conforme o caso. Evite realizar trabalhos de inspeção e manutenção em áreas que não sejam destinadas a deslocamentos normais, além de manter acesso de emergência. Um sistema de estacionamento bem organizado não é suficiente se a primeira vaga de estacionamento bloquear outra vaga.

Documente quem liga cada ônibus, confirme a conexão e verifique a disponibilidade antes da partida. Inclua alertas de desconexão, escalonamento de perda de carga, procedimento de isolamento seguro e coordenação com os serviços de emergência. Os motoristas e o pessoal de manutenção precisam de treinamento adequado ao seu papel; um treinamento geral Treinamento sobre EVSE Este manual não substitui as instruções dos fabricantes de ônibus e carregadores.

Como a especificação do depósito deve ser transformada em uma compra?

Prepare uma especificação breve que abranja o modelo de rota, as interfaces do veículo, as horas de carregamento disponíveis, a capacidade de alimentação do local, a exposição à intempérie, a integração de controles e as expectativas de serviço. Peça aos fornecedores que apresentem como sua configuração proposta atende a essas exigências. Compare o custo instalado, os custos de utilidade pública, as taxas de rede, a manutenção e o trabalho de despacho de pessoal, além do preço do carregador.

Ao avaliar o XYDF Carregadores de EV AC e Estações de carregamento DC, Solicite confirmação da compatibilidade de tensão, conector, comunicação e alimentação com o ônibus selecionado. As famílias de produtos servem como ponto de partida para uma revisão da especificação, não constituindo evidência de que todos os ônibus escolares podem utilizar todos os modelos.

Comunique o sistema contra um cronograma de saída representativo, com vários veículos conectados e o limite de potência ativo. Em seguida, teste os cenários de falha acordados. Registre os resultados e atribua a propriedade das atualizações de software, falhas e planos de expansão antes do primeiro dia letivo completo.

Perguntas frequentes sobre a cobrança de energia para ônibus escolares

Quantos carregadores são necessários para um depósito de ônibus escolares elétricos?

A resposta depende do estacionamento simultâneo, das janelas de carregamento disponíveis e da possibilidade de funcionários deslocarem os ônibus entre as paradas. Uma conexão dedicada para cada ônibus estacionado simplifica a programação durante a noite, enquanto a energia compartilhada pode reduzir a demanda simultânea. Contar com falhas em unidades compartilhadas ao avaliar a capacidade de backup.

Como as rotas e os horários de saída dos ônibus devem influenciar no dimensionamento dos carregadores?

Estimar a energia necessária para cada rota, a energia restante na volta e a reserva necessária para a próxima partida. Dividir a quantidade necessária de energia adicionada pela duração de carregamento utilizável, levando em consideração as perdas e a curva de carga do ônibus. Definir o tamanho dos casos operacionais mais exigentes, em vez de depender apenas das médias da frota.

É melhor usar o carregamento rápido de nível 2 ou DC durante a noite para ônibus escolares?

A carga AC compatível pode ser adequada para longas paradas durante a noite, quando o ônibus tiver energia suficiente disponível. A carga DC pode ser apropriada para necessidades de energia maiores ou rotas mais curtas. Antes de escolher uma dessas abordagens, confirme a interface real do ônibus e os limites de carga.

Quantas unidades de capacidade de utilidade são necessárias em um depósito de ônibus escolar?

Depende da energia necessária, dos prazos de carregamento, da demanda simultânea e de outras cargas do local. Use uma simulação de carregamento gerenciada para desenvolver o perfil de carga, depois peça ao concessionário e ao projetista que determinem os requisitos de serviço e equipamentos. Um cálculo de potência médio isoladamente não permite dimensionar a instalação elétrica.

É possível evitar cargas máximas simultâneas em um depósito através de carregamento gerenciado?

Ele pode estabilizar os start-ups e distribuir a energia dentro de um limite de área quando o tempo disponível for suficiente para cumprir todos os objetivos de partida. O sistema também precisa de uma solução de emergência acordada em caso de perda de comunicação. Ele não consegue compensar uma deficiência fundamental na capacidade de entrega de energia.

Quais controles de segurança e de trânsito são necessários para o carregamento dos ônibus escolares?

Planifique as rotas de saída do ônibus, o armazenamento de cabos, o acesso para pedestres, a proteção dos equipamentos, a iluminação e o acesso de emergência. Defina as responsabilidades de verificação de conexão, comunicação de falhas e isolamento seguro. Aplique as exigências locais relevantes e as instruções do fabricante ao layout do depósito real.

Referências

• Iniciativa WRI de ônibus escolar elétrico: fundamentos da infraestrutura de carregamento
• Iniciativa do WRI sobre ônibus escolares elétricos: autonomia e confiabilidade
• Iniciativa WRI de ônibus escolar elétrico: carregamento gerenciado e V2X
• Iniciativa WRI de ônibus escolar elétrico: trabalhando com sua empresa de energia elétrica

Construa o depósito com base em saídas diárias confiáveis

Eficiente infraestrutura de cobrança para frota de ônibus escolar os sistemas de ligação trazem energia, compatibilidade com os veículos, janelas de carregamento, capacidade de utilidade pública e um layout de pátio funcional. Validar essas relações antes de escolher os equipamentos, e então testar o cronograma de operação completo durante a comissionamento. Um depósito bem planejado proporciona uma rota clara para manter os ônibus prontos e lidar com exceções à medida que a frota cresce.

Aprende um projeto para um depósito de ônibus escolar? Contate o XYDF Com os modelos de ônibus, estimativas de energia da rota, tempos de estacionamento e a disponibilidade de energia elétrica, é possível discutir uma configuração de carregamento adequada.