Bagaimana Depot Bus Memotong Biaya Biaya Puncak sebesar 28% dengan Tumpukan Pengisian Fleksibel DC 240–720kW

Latar Belakang Pelanggan

Operator angkutan kota di wilayah Rhine-Ruhr mengelola armada yang terdiri dari 42 bus baterai-listrik dan mencakup sekitar 120.000 kilometer layanan terjadwal setiap bulannya. Armada ini berbasis di satu depot yang dibangun pada tahun 2019, tempat 30 pengisi daya tetap DC 120 kW dipasang untuk mendukung pengisian daya semalaman dan peluang.

Mandat inti operator: menjaga bus tetap beroperasi minimal 16 jam per hari, termasuk periode puncak pagi dan sore hari. Itu berarti waktu pengisian daya antar blok layanan hanya membutuhkan waktu 45 menit. Tata letak pengisi daya tetap yang ada terbukti terlalu kaku untuk menghadapi kendala operasional ini.

Tantangannya: Daya Tetap, Tarif Tetap, dan Pengisi Daya Idle

Setiap pengisi daya tetap 120 kW ditugaskan ke satu bus. Ketika bus kembali secara bergelombang setelah layanan pagi dan sore, banyak pengisi daya yang menganggur sementara antrian terbentuk di bus yang aktif. Bus dengan kondisi pengisian daya 40% masih memerlukan 1,5 jam dengan pengisi daya 120 kW—terlalu lama untuk singgah selama 45 menit.

Karena sambungan jaringan listrik di depo dibatasi pada beban simultan sebesar 600 kW, maka diperlukan trafo baru dan proses perizinan yang panjang untuk menambah daya ke pekarangan, dengan perkiraan biaya sebesar $180.000. Sementara itu, operator mencoba dua solusi:

• Menjadwalkan bus secara manual untuk menghindari persaingan mendapatkan listrik, sehingga menunda waktu keberangkatan dan mengurangi kinerja tepat waktu.
• Memprogram pengisi daya yang ada untuk membatasi keluaran selama permintaan puncak, namun hal tersebut hanya memperpanjang waktu pengisian daya dan membuat bus kekurangan daya untuk blok berikutnya.

Konsekuensi langsungnya adalah bertambahnya tumpukan hambatan operasional: antrian, keterlambatan keberangkatan, dan biaya permintaan bulanan yang selalu mencapai $24.000. Tim memerlukan arsitektur pengisian daya yang dapat menyesuaikan alokasi daya secara real-time sesuai kebutuhan, bukan serangkaian keluaran tetap.

Mengapa Tumpukan Pengisian Fleksibel DC 240–720kW

Operator mengevaluasi dua alternatif sebelum memilih Tiang Pengisian Fleksibel Soutya 240–720 kW DC.

Alternatif pertama adalah menambahkan trafo kedua dan menggunakan lebih banyak pengisi daya tetap berkapasitas 120 kW. Pendekatan tersebut akan menghilangkan antrean namun masih akan membuat banyak pengisi daya menganggur di tengah hari, dan peningkatan jaringan listrik saja akan memakan seluruh anggaran energi tahunan.

Alternatif kedua adalah pusat pengisi daya berdaya tinggi dengan matriks saklar mekanis yang dapat menghubungkan satu bus pada satu waktu. Hal ini memecahkan masalah pembagian daya tetapi menciptakan hambatan baru: pemadaman listrik tunggal pada sistem saklar akan menghentikan seluruh depot.

Tumpukan pengisi daya fleksibel Soutya menonjol karena tiga alasan:

• Alokasi daya dinamis:Sebuah unit berkekuatan 600 kW dapat membagi outputnya ke enam hingga delapan titik pengisian daya, sehingga setiap bus hanya mendapatkan daya yang dibutuhkan saat ini. Alokasi diperbarui secara real time tanpa intervensi manual.
• Skalabilitas modular:Tumpukan ini dibuat dari modul daya yang dapat diganti. Jika armada bertambah, operator dapat menambah modul tanpa mengganti seluruh unit.
• Tidak diperlukan peningkatan jaringan:Karena tiang pancang dapat menerapkan beban total maksimum yang dapat dikonfigurasi, tiang pancang tersebut sesuai dengan sambungan jaringan listrik 600 kW yang ada, sehingga menghindari proyek trafo senilai $180.000.

Implementasi: Penerapan Bertahap dan Manajemen Beban Dinamis

Proyek ini diselesaikan dalam waktu enam minggu, mulai dari penandatanganan kontrak hingga pengoperasian penuh. Implementasinya memiliki empat langkah:

1. Survei lokasi dan pemetaan tata letak.Tim memetakan posisi parkir bus, jalur kabel, dan kapasitas switchboard yang ada untuk menentukan jumlah outlet pengisian per tumpukan yang optimal.
2. Pemasangan empat tiang pancang berkekuatan 600 kW,masing-masing dikonfigurasi dengan delapan konektor dengan total 32 titik pengisian daya. Tumpukan tersebut ditempatkan di antara barisan parkir untuk meminimalkan panjang dan kehilangan kabel.
3. Integrasi dengan sistem manajemen depo.Alokasi daya tiang pancang dihubungkan dengan database penjadwalan kendaraan sehingga bus dengan waktu keberangkatan lebih awal mendapat prioritas daya.
4. Pelatihan staf.Operator pengisian daya dilatih untuk membaca grafik alokasi daya dan apa yang harus dilakukan jika terjadi kesalahan koneksi yang jarang terjadi.

Tantangan utama muncul pada minggu kedua. Ruang listrik depo yang ada tidak dapat mengakomodasi perlindungan lonjakan arus tambahan dan peralatan pengukuran yang diperlukan untuk tiang pancang baru tanpa adanya konfigurasi ulang yang kecil. Masalah ini diatasi dengan memasang papan sub-distribusi yang ringkas dan memindahkan beban listrik cadangan ke fase lain—sebuah pekerjaan sipil kecil yang menambah empat hari dari jadwal.

Hasil yang Dapat Diukur: Penyelesaian Lebih Cepat, Biaya Permintaan Lebih Rendah, Antrean Lebih Sedikit

Data operasional dari tiga bulan pertama pengoperasian tumpukan pengisian daya fleksibel Soutya menunjukkan peningkatan yang terukur secara menyeluruh.

• Waktu pengisian daya per bus turun 38%.Rata-rata baterai 200 kWh turun dari 4,5 jam menjadi 2,2 jam, karena tumpukan baterai dapat memusatkan 240 kWh pada satu bus ketika tempat parkir setengah kosong.
• Biaya permintaan puncak menurun sebesar 28%,dari $24.000 hingga $17.300 per bulan. Algoritme pembatasan beban tiang pancang menjaga penarikan total depo di bawah ambang batas 600 kW bahkan ketika 20 bus mengisi daya secara bersamaan.
• Pemanfaatan pengisian daya meningkat dari 47% menjadi 78%.Karena aliran listrik disalurkan secara fleksibel, bus yang tiba pada pukul 14.00 dapat mengisi daya dengan daya penuh sementara bus yang dijadwalkan berangkat pada pukul 18.00 menunggu giliran.
• Peningkatan jaringan listrik senilai $180.000 dapat dihindari.Biaya proyek, termasuk empat tiang pancang dan pemasangannya, mencapai sekitar $96.000, yang berarti periode pengembalian modal lebih dari satu tahun berdasarkan penghematan biaya permintaan saja.

Dampak yang lebih luas terlihat pada kepatuhan jadwal: jumlah bus yang berangkat dari depo dengan tarif kurang dari 90% turun dari 12 menjadi 2 bus per minggu, dan tingkat keberangkatan armada yang tepat waktu meningkat dari 92% menjadi 98%.

Testimoni Klien

Manajer operasi depo menjelaskannya secara sederhana:

"Tumpukan fleksibel tidak menghasilkan pengisian daya yang lebih cepat; namun memberikan kami kendali kembali atas jadwal kami. Saya tidak lagi harus memutuskan bus mana yang akan mengisi daya terlebih dahulu. Listrik disalurkan ke tempat yang dibutuhkan, dan hal ini telah mengubah seluruh rencana shift kami."

Supervisor pemeliharaan lainnya menambahkan: "Desain modular berarti kami dapat meningkatkan kapasitas tanpa merusak instalasi yang ada. Hal ini tidak mungkin dilakukan pada unit tetap kami yang lama."

Pelajaran untuk Armada Lain dan Operator Pengisian Daya

Tiga pembelajaran yang dapat ditiru muncul dari proyek ini:

1. Cocokkan konfigurasi tumpukan dengan jadwal bus sebenarnya, bukan daya maksimum.Depo tersebut mempertimbangkan model 720 kW, namun unit 600 kW dengan 32 outlet lebih sesuai dengan rotasi bus dan lebih murah. Memahami puncak waktu pengembalian yang tumpang tindih lebih berharga daripada membeli unit sebesar mungkin.
2. Gunakan algoritma alokasi daya sejak hari pertama.Default pabrik diatur untuk skenario umum. Kinerja depot meningkat hanya setelah mereka mengonfigurasi prioritas alokasi agar sesuai dengan waktu keberangkatan dan status pengisian daya baterai.
3. Rencanakan pertumbuhan armada dengan memilih unit modular.Jika operator menambah 10 bus lagi, mereka dapat memasukkan modul daya tambahan ke tumpukan yang ada. Pengisi daya tetap memerlukan instalasi baru dan sambungan jaringan lainnya.

Kejutan terbesar bagi tim adalah bagaimana perubahan perilaku pengisian daya memengaruhi operasi mereka secara keseluruhan. Peralihan dari model tenaga listrik tetap ke model tenaga listrik berbasis permintaan menghemat uang, meningkatkan kinerja tepat waktu, dan menghilangkan sumber stres staf sehari-hari.

Referensi

Bagi operator yang mengevaluasi tiang pengisian fleksibel DC, standar industri berikut memberikan konteks yang berguna mengenai keselamatan dan kinerja:

• EN 50620:2017 – Kabel listrik untuk pengisian daya kendaraan listrik, yang menentukan fleksibilitas kabel, ketahanan terhadap cuaca, dan persyaratan voltase untuk sistem DC 0,6/1 kV.
• Seri IEC 62196 – Steker, stopkontak, dan konektor kendaraan untuk pengisian konduktif kendaraan listrik, yang mencakup persyaratan antarmuka AC dan DC (termasuk CCS dan CHAdeMO).
• UL 1699B – Perlindungan Sirkuit Kesalahan Busur DC Fotovoltaik (PV), referensi untuk metode deteksi kesalahan busur DC yang digunakan dalam sistem pengisian daya DC berdaya tinggi.