ככל שמספרם של הרכבים החשמליים על הכביש גדל, כך גדל גם הצורך בהרחבת תשתיות הטעינה לרכבים. בשנים האחרונות יצרניות הרכבים מנסות לשפר את תהליך הטעינה ולקצר את זמן הטעינה באמצעות עמדות מהירות המאפשרות להטעין את סוללת הרכב בהספקים גבוהים, כשהמטרה היא להגיע לזמן טעינה של עשר דקות בעתיד, ואולי אף פחות.
אבל התקנת עמדת טעינה מהירה היא לא עניין של מה בכך. עמדה כזו דורשת תשתית חשמל בעלת הספקים גבוהים מאוד, ולעיתים נדרש שדרוג של תשתיות הובלת החשמל לצורך כך. שדרוג תשתית החשמל מייקר מאוד את התהליך ועלול ליצור חסמים בירוקרטיים וכלכליים בדרך להתקנת העמדה החדשה.
את הבעיה הזו באה לפתור צ'קראטק (Chakratec), חברת הזנק ישראלית, שמפתחת מערכת קינטית לאגירת אנרגיה חשמלית. המערכת נטענת לאורך זמן בהספק נמוך מרשת החשמל, ובעת פריקתה מאפשרת טעינה מהירה.
במפגש במשרדי החברה הסביר אילן בן-דוד, מנכ"ל החברה, על הפתרון של צ׳קראטק, על היישומים שלו בעולם הטעינה המהירה, ומהו עתיד הטעינה והתחבורה החשמלית.
התנהגות המערכת דומה לניאגרה מסביר בן-דוד, הניאגרה מסוגלת לספק כמות גדולה מאוד של מים בזמן קצר, למרות שצינור המים המוביל אליה הוא בעל יכולת העברה נמוכה. כשהניאגרה לא בשימוש צינור המים ממלא לאורך זמן את הניאגרה. באותה צורה קו חשמל בעל הספק נמוך יכול למלא את המערכת של צ'קראטק. כאשר רכב מגיע לעמדה, המערכת ״תשפוך״ במהירות את החשמל האגור בתוכה אל העמדה ומשם אל הרכב.
איך אוגרים אנרגיה חשמלית?
אחת הדרכים הנפוצות לאגור אנרגיה חשמלית היא באמצעות סוללות ליתיום-יון, הנפוצות ברכבים חשמליים ובמכשירים ניידים. הבעיה העיקרית בסוללות האלו היא שמתרחש בהן תהליך של דגרדציה – תהליך בו קיבולת הסוללה קטנה לאורך זמן בכל מחזור של פריקה וטעינה.
"קיימות סוללות [ליתיום-יון] של אגירה סולארית אשר אמורות להחזיק אלפי מחזורים [פריקה-טעינה]" מסביר בן-דוד, "אבל מדובר בטעינה איטית. הפעלת סוללות האגירה האלו בהספקים של מטען מהיר – מוביל למספר מחזורים קטן יותר בפועל, סדר גודל של בין אלף לאלפיים מחזורים".
"המשמעות של זה היא מאוד בעייתית. נניח שיש לך מטען שטוען 20 מכוניות ביום – אם לסוללה יש אלפיים מחזורים, צריך להחליף אותה כל שלושה חודשים". החלפת סוללה באופן תדיר היא מבצע יקר שהופך את המערכת ללא כדאית.
אגירה קינטית
הפתרון של צ׳קראטק מבוסס על מערכת אגירה קינטית, מערכת מכנית שבתוכה יש גלגל תנופה. טעינת המערכת מסובבת את גלגל התנופה באמצעות מנוע חשמלי. בעת פריקה, גלגל התנופה מסובב את המנוע שכעת משמש כגנרטור, כמו דינמו באופניים, ומייצר חשמל.
היתרון של המערכת הקינטית הוא שאין תהליך של דגרדציה, היא אינה מוגבלת במספר מחזורי טעינה ופריקה ויכולה להחזיק לאורך כל חיי המטען המהיר. עלות הקמת המערכת של צ׳קראטק גבוהה מעלותה של מערכת מבוססת ליתיום-יון, אך כפי שמסביר בן-דוד הצורך בהחלפה תדירה של סוללות הליתיום-יון הופך את הפתרון ללא כלכלי, ולא ירוק.
טעינה מהירה מאוד
בן-דוד מאמין כי טעינה מהירה תהווה בעתיד אמצעי טעינה עיקרי עבור חלק מבעלי הרכב החשמלי, וזאת בניגוד לתפיסה לפיה רכבים חשמליים יטענו בעיקר במהלך הלילה בעמדות טעינה רגילות המותקנות בחניה הביתית, והשימוש בעמדות המהירות יתבצע לעתים רחוקות.
נכון להיום באירופה ובארצות הברית מותקנות עמדות טעינה של עד 350 קילוואט ויש כבר חברות שמדברות על הספקים גבוהים יותר, מצד שני הרכב החשמלי המתקדם ביותר מאפשר טעינה בהספק של 150 קילוואט. האם נראה פריצת דרך בתחום?
"להערכתי זמן הטעינה הולך להיות כמו מגה-פיקסל במצלמה. כולם יודעים לתת תאוצה טובה ומערכת מולטימדיה מתקדמת. בסופו של דבר זמן הטעינה יהיה פקטור מאוד חשוב".
אם בעוד חמש שנים, ובהנחה שתהיה פריסה של עמדות מהירות, ישאל אותך חבר האם לקנות רכב חשמלי, למרות שאין לו חניה או עמדה רגילה בבית. היית ממליץ לו לקנות רכב חשמלי?
"בטח", עונה בן-דוד. "בעיית תשתית החשמל קיימת גם בטעינה רגילה. לדוגמה בבניין בן עשר קומות עם ארבע דירות בקומה יש צורך בעשרות עמדות טעינה, כלומר צריך לשלש את תשתית החשמל של הבניין. מי ישלם על השדרוג? המשמעות היא שיותר אנשים יעשו שימוש בטעינה מהירה".
ומה קורה אם המערכת "מתרוקנת", ומגיע נהג שרוצה לטעון?
בן-דוד מסביר כי הפתרון נעוץ בתכנון המערכת, "אם תכננת נכון את מערכת האגירה [לפי דפוסי הטעינה], הכל בסדר, אף אחד לא יחכה". לאורך היום תפוסת העמדות משתנה, וגם דרישות האנרגיה של הרכבים.
"מה קורה אם מגיעות חמש טסלות ריקות ברצף? זה יכול לקרות, ואז באמת המערכת מתרוקנת. עולם הטעינה החשמלית החל בזמני טעינה של מספר שעות, ולכן לכל רשתות הטעינה יש אפליקציה שמראה האם המטען מוכן לרכב שלך. כלומר נהג לא יגיע לתחנה ויחכה, אלא הוא ידע מראש לא להגיע לתחנה כזו ויגיע לתחנה הקרובה הפנויה".
עדיין לא בארץ
נכון להיום המערכת מותקנת בשלושה מיקומים בעולם: בשדה התעופה בוינה, במסלול המירוצים וללונגה באיטליה ולאחרונה החברה החלה פריסה בפראג בשיתוף פעולה עם חברת סקודה.
"ישראל לא תהיה מובילה בתחום הרכב החשמלי", בן-דוד סבור כי המעבר לרכבים חשמליים בארץ יקרה בעיקר בשל דחיפה של יצרניות הרכבים ולא בגלל מדיניות ממשלתית, "המעבר לחשמל באירופה הוא ברור, אירופה נעה לעבר תחבורה חשמלית בצורה מאוד חזקה. לעומת זאת הממשלה בארץ מוטרדת מנושא המיסוי".
