Şarj Etmek ve Tüketim – Volt, kW, kWh, Amper arasında kaybolmayın

2013-tesla-model-s-charging-input-port

Elektrikli otomobil şarj etmek uzaktan bakanlar için çok zahmetli ve uzun süren bir iş gibi gelse de aslında ortada büyük bir yanlış taraftan bakma mevcut. Elektrikli otomobillerin şüphesiz sık sık taşlandığı kısım şarj etmek. Evet, arabanızı içinde elektrik olan her türlü prizde şarj edebiliyor olsanız da Türkiye standartlarında voltajı 180-240 arası değişen prizlerde Tesla Model S’in 85kWh büyüklüğündeki pilini 0’dan %100’e kadar şarj etmek 36 saatten fazla sürüyor. Ama durun durun, hemen kaçıp gitmeyin elektrikli otomobillerden. Pek çok insanın anlamadığı nokta bu; uzun yola gitmiyorsanız arabanızı hiçbir zaman tamamen sıfırlayıp tekrar tamamen doldurmak zorunda kalmayacaksınız. Hatta tam tersi, her sabah tam dolu depoya uyanıp yakıt probleminden komple kurtulacaksınız.


Müsaadenizle elektrikli otomobil şarjında ve tüketiminde karıştırılan(ya da hiç bilinmeyen) konseptlere açıklık getirmek istiyorum.

Güç: Watt ile ölçülür ve herhangi bir elektroniğin kullandığı güçtür. Watt da jul başı saniye demektir. (jul/s). Kilowatt, yani kW 1000 Watt’a eşit. Megawatt ise 1000 kW.

Enerji: İşte işlerin karıştığı nokta burası. Enerji kWh, yani kilowatt saati ile ölçülüyor. 1 kWh, 1kW elektrik çeken bir elektroniğin bir saatte çekeceği, yani tüketeceği elektrik demektir. Mesela 100 watt güç tüketen bir ampülü 1 saat çalıştırırsanız 100Wh(0.1kWh) enerji tüketirsiniz. Aynı şekilde 2 saat çalışırsa 2Wh enerji tüketir, yarım saat çalışır ise 0.5Wh.

Buraya kadar hala benimle iseniz süper. Ancak özür dileyerek biraz daha karıştırıyorum.

Potansiyel: Bir yere gelen akımın bir potansiyeli vardır bu da volt ile ölçülür. Voltaj ne kadar fazlaysa gerilim o kadar fazla olur. İçinden su akan bir borunun içindeki basınç gibi düşünebiliriz.

Akım: Bu da bir yerden geçen elektrik miktarını ifade eder ve amper ile ölçülür. Bir su borusundan geçen su miktarı gibi düşünebilirsiniz.

Özetle Güç = Akım X Potansiyel olduğu için Voltaj X Amper = Watt diyebiliriz. Yani aracınızı şarj ederken ne kadar hızlı şarj edeceğiniz (şarj cihazından ne kadar güç geldiği onun ne kadar sürede ne kadar enerjiye döneceğini verir)  voltaj ve ampere bağlı.


Evet, karıştı biraz ve anlamadıysanız hiçbir problem yok. Çünkü vereceğim çok basit örnek ile her şey netleşecek;

Bahçe hortumu ile bahçenizi suladığınızı düşünün. Hortumun büyüklüğü ve suyun geliş basıncı hortumdan çıkacak su miktarını belirler, yani gücü. Eğer daha uzağa kadar suyu yetiştirmek istiyorsanız parmağınızı hortumun ucuna koyarsınız ve bu basıncı arttırır, su daha uzağa gider ama giden su miktarı azalır. Yani voltaj artar, amper azalır. Voltajın fazlalığı elektriğin daha uzun mesafe kat etmesini sağlar. Bu yüzden şehirlerarası elektrik taşıyan direk ve tellerde 400.000V elektrik vardır. Yani kısaca arabanızı daha hızlı şarj etmek için hem yüksek voltaja hem yüksek ampere ihtiyacınız var.

Umarım volt, amper, kW ve kWh konseptleri net oturmuştur. Şimdi elektrikli otomobillere geri dönüp Tesla Model S 85 üzerinden önce tüketim sonra şarj örneklerini verip, şarj hızı hesabı ile yazımı bitireceğim.


 

Tüketim

IMG_1917

Bu gördüğünüz Tesla Model S’teki enerji tüketim paneli. Aracın yolculuğu boyunca görmüş olduğunuz gibi bir tüketim grafiği çiziyor. Ancak kafa karıştırmamak için kullandığınız kW’ı değil, o güç sarfiyatıyla km başına gidilecek Wh, yani km/Wh değerini veriyor. Bu hesaba göre bir yolculuğunuzda ortalama 250Wh/km tuttursanız, Wh bir enerji değeri olduğu için 4km’de 1kWh tüketeceksiniz demektir. Yani Model S’inizin pilinin %100 doludan tamamen boşalması 340km sürecektir ortalamayı tutturduğunuzu varsayarsak. Negatif kısımda gördüğünüz değerler ise yine aynı şekilde “ReGen Braking” adı verilen, arabayı yavaşlatan sürtünme enerjisinin arabayı şarj etmekte kullanılmasıdır.(hatta bu sebepten Model S kullanıcıları pek fren yapmaz ve Model S fren balataları sonsuza kadar eskimez) Ancak eğer motorunuzun kullandığı anlık gücü görmek istiyorsanız hız göstergenize bakmanız lazım.

image

Sol tarafta gördüğünüz hızınız (fotoğrafta km değil mil) sağ tarafta turuncuyla işaret edilen ise motorun kullandığı güç. Gaza sonuna kadar yüklendiğinizde bu güç göstergesi 240kW’a kadar çıkacak ve eğer ~20dk orada tutabilirseniz Model S’inizin pilini tamamen boşaltırsınız. Tabii o seviyede 10-15 saniyede maksimum hıza çıkacağınız için kullanılan gücü 20dk o seviyede tutmada bol şans. Daha olası bir örnek için diyelim ki bir düzlemde saatte 60km hızla seyrediyorsunuz ve bu hızı sabit bir şekilde tutabilmek için 15kW güce ihtiyacınız var. Bu demektir ki hemen hemen 5 saat 40 dakika aynı şekilde devam ederseniz pilinizi bitirirsiniz.


 

Şarj

Maalesef ki tüketim hesabı şarj hesabına göre çok daha kolay. Sebebi ise tüketimde şarjın aksine her şeyin direkt olması. Şarj ederken aldığınız güç hesabı da aslında basit, Volt X Amper = Güç. Mesela 220V, 10 amperlik ev tipi prizden Model S’i şarj ettiğinizi düşünelim. Her ne kadar basit hesap 220 X 10 = 2200 yani 2.2kW, yani ~80 saatte 85kWh gibi gelse de o kadar basit değil. Çünkü elektrik alternatif akım olarak gelmekte ve adından da anlayacağınız gibi voltaj hiçbir zaman sabit değil. Türkiye’deki elektrik 50Hz frekansında, bu demektir ki o noktaya gelen akım bir saniyede “0” ile maksimum arasında 50 kere dalgalanıyor. Hal böyle olunca ortalamasını bulmak da bir hayli zor. Açıkçası ben de bilmiyorum bu hesabı ve bu hesap elektrik elektronik mühendisliği dalına gireceğinden burada hiç onu karıştırmıyorum. Ancak meraklıları yine de buradan okuyabilirler.

Bu yüzden şarj hızını hesaplayabilmek için o şarj istasyonunun şarj oranını bilmemiz gerekiyor. Elektrikli otomobil şarj istasyonları ‘charging rate’ denen şarj oranlarını verirler. Mesela Tesla’nın kurup ücretsiz erişim sağladığı Supercharger’lar 400V 300A oluyor yani 400X300=120.000 yani 120kWh. Böyle bir güce erişiminiz olunca yarım saatte 60kWh’lık enerji depolayabiliyorsunuz pilinize. Bu da Model S 60’ın pilinin tamamı.(ancak yine de yarım saatte tamamı dolmayacaktır çünkü pil doldukça otomatik olarak araçtaki yazılımla doldurma hızı pilin ömrü ve sağlığı için yavaşlatılıyor)

Evdeki şarjın hesabı için ise yukarıda da anlattığım gibi frekansı gözardı ederek V x A formülü ile aşağı yukarı bir değer elde edebiliyoruz. Voltaj ve Amper değerleri ise evinize gelen elektrik hattı ve sigorta tesisatına bağlı olduğu için herkes için farklılık gösterir ancak yazının başında da bahsettiğim gibi, arabanız ortalama yaşamının çoğunu park halinde geçiriyor. Günde ortalama 70km araba kullanıyorsanız gün sonunda evinize geldiğinizde sadece 70km’lik şarj edeceksiniz demektir. Evinizden alacağınız elektrik, aracın park halinde geçireceği süreyi düşününce fazlasıyla yetecektir. Ayrıca büyük ihtimalle gece tarifesinde şarj edeceğiniz için deponuz daha ucuza dolacak ve her sabah tam dolu depoya uyanacaksınız.

Sevebilirsin...

10 Yanıt

  1. nedim’in profil fotoğrafı nedim diyor ki:

    ”Voltaj ne kadar fazlaysa gerilim o kadar fazla olur” yazmışsınız fakat voltaj ne kadar fazla ise akım da o kadar fazla desek daha doğru olur.
    Ayrıca ”Mesela 220V, 10 amperlik ev tipi prizden Model S’i şarj ettiğinizi düşünelim. Her ne kadar basit hesap 220 X 10 = 2200 yani 2.2kW, yani ~80 saatte 85kWh gibi gelse de o kadar basit değil.” burada da ortalama 80 saat demişsiniz fakat burada da ort 40 yazmanız lazımdı sanırım. Ayrıca 220 dediğimiz zaten ortalamasıdır sinüs dalgasının tepe noktası yaklaşık 311 volttur.
    Özür dileyerek böyle düzelttim inşallah yanlış anlamamışsınızdır. Ayrıca gece uyumadım ve şu an yaz okuluna gidiyorum umarım saçma şeyler yazmamışımdır 🙂 Son olarak ”Voltajın fazlalığı elektriğin daha uzun mesafe kat etmesini sağlar.” cümlesi de pek sağlıklı durmuyor aslında güç aktarımı sabit olduğundan voltajı arttırmak akımı azaltır ve buda kayıpları azaltır ayrıca kablo kalınlıkları düşük olur ve maliyetler azalır. Uzun mesafede katetmesinin tek nedeni elektromanyetik dalgaların ışık hızında olmasıdır.

  2. Emir’in profil fotoğrafı Emir diyor ki:

    Merhaba. Benim bu konuda teknik/pratik bilgim araştırmalarım ile sınırlı. Mühendis veya bu işin birebir içinde olan birisi değilim. Söylediklerinize katılmaktan başka çarem yok, doğrudur 🙂 Çok da çelişen bir şey yok aslında yazı ile söylediklerinizde. Ben hem tekniğini bilmediğimden hem de daha detaya girmenin abesle iştigal olacağını düşündüğümden (yazının amacı göz önünde bulundurulursa) çok teknik kısımları araştırmadım. Düzeltilmesi gereken temel yanlışlar varsa geri dönüşünüzü bekliyoruz tabii ki.

    Teşekkürler yorum için.

  3. Izzet’in profil fotoğrafı Izzet diyor ki:

    Merhaba,

    Bu kadar meraklısı olması güzel bir olay…

    Ben şu anda diğer P85D kullanıcısı gibi ilk bu aracı alanlardanım. Araç hakkında ne kadar etkilendiğimi anlatmama gerek yok. Hatta geldiğinde bilgi vereceğim diye bir yazı yollamıştım fakat yoğunluktan yazmadım. Herhalde Tesla Türkiye ye geldiği anda referral dan en çok ben yararlanacağım. en az 8-10 arkadaşım almak için burada servis oluşmasını bekliyor.

    Şarj ve tüketim ile alakalı basit 1-2 bilgi vereceğim.

    Ben de elektrik mühendisi olmasam da hem iş yerimde hemde evime 380 V – 16 Amp lık şarj ünitesinden aldım. Şu anda Ke Contact ‘nin bir modeli var. http://www.kecontact.com dan araştırabilisiniz. Bu 32 AMP şarj ünitesi ve bunu aldım. Eylül ayında monte edilecektir. Neden aldım dersiniz. Sabit yerlerde devamlı olarak insan şarj ünitelerini söküp arabada bagaja koymak istemiyor. Normalde sadece işte ve evde şarj etmeme rağmen acil bir durum olduğu durumda 220 yede bağlama opsyonu olması gerektiğinden bir şarj ünitesini arabada bırakacağım. 32 AMP olan doğrudur ki Type 2 dur.

    Tüketimlere gelince… 2 şarj cihazına da elektrik analizörü taktırdım. Şu anda ki durum özeti alttadır.

    Kabaca 3200 km .de 800 kw elektrik harcamışım. Yerine koyduğum araç M5 ti zaten ilk bir yazı yollamıştım belki site sahibi bunu hatırlar. Karşılaştırması da ektedir. Tabii ki unutulmamalı. ben endüstriyel bir alana geldiğim için elektrik kullanım rakamlarımızın yüksek olmasından ötürü KDV siz ödediğim rakam 0,24tl/kw mertebelerinde. Bu muhtemelen evlerde kabaca ,30-0,34 mertebelerindedir.

    800 x 0,24 TL= 192 TL.

    Benim M5 olsa idi bu rakam ne olurdu. 100 km .de 16 lt benzin.

    32 x 16lt x 5tl= 2,560 TL ye karşılık 192 TL…. Fark 13 misli….

    100 km de 10 lt mazot harcayan arabalara göre fark:

    32 x 10 x 4 = 1,280 TL ye karşılık 192 TL. 6,7 misli fark.

    BU arada bu konuda Türkiye deki en bilgili yer Beka dır. Bana da sağolsunlar çok yardımcı oldular. Şiddet ile tavsiye ederim.

    Ölçüm bilgileri altta merak edenler için. Günlük şarj ve kullanım analizör verileridir…

    Tüketim Noktası İlk Okuma
    Tarih/saat Son Okuma
    Tarih/saat İlk Okuma
    Sayaç Değeri Son Okuma
    Sayaç değeri Tüketim
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 14.05.2015 08:00 15.05.2015 07:59 113,94 kWh 148,10 kWh 34,16 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 15.05.2015 08:00 16.05.2015 07:59 148,10 kWh 194,09 kWh 45,99 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 16.05.2015 08:00 17.05.2015 07:59 194,09 kWh 194,09 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 17.05.2015 08:00 18.05.2015 07:59 194,09 kWh 197,14 kWh 3,05 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 18.05.2015 08:00 19.05.2015 07:59 197,14 kWh 197,14 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 19.05.2015 08:00 20.05.2015 07:59 197,14 kWh 197,14 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 20.05.2015 08:00 21.05.2015 07:59 197,14 kWh 197,14 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 21.05.2015 08:00 22.05.2015 07:59 197,14 kWh 229,12 kWh 31,98 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 22.05.2015 08:00 23.05.2015 07:59 229,12 kWh 272,62 kWh 43,50 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 23.05.2015 08:00 24.05.2015 07:59 272,62 kWh 272,62 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 24.05.2015 08:00 25.05.2015 07:59 272,62 kWh 272,62 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 25.05.2015 08:00 26.05.2015 07:59 272,62 kWh 317,39 kWh 44,77 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 26.05.2015 08:00 27.05.2015 07:59 317,39 kWh 359,16 kWh 41,77 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 27.05.2015 08:00 28.05.2015 07:59 359,16 kWh 395,34 kWh 36,18 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 28.05.2015 08:00 29.05.2015 07:59 395,34 kWh 428,00 kWh 32,66 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 29.05.2015 08:00 30.05.2015 07:59 428,00 kWh 428,00 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 30.05.2015 08:00 31.05.2015 07:59 428,00 kWh 428,00 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 31.05.2015 08:00 01.06.2015 07:59 428,00 kWh 428,00 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 01.06.2015 08:00 02.06.2015 07:59 428,00 kWh 449,44 kWh 21,44 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 02.06.2015 08:00 03.06.2015 07:59 449,44 kWh 498,57 kWh 49,13 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 03.06.2015 08:00 04.06.2015 07:59 498,57 kWh 531,66 kWh 33,09 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 04.06.2015 08:00 05.06.2015 07:59 531,66 kWh 576,95 kWh 45,29 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 05.06.2015 08:00 06.06.2015 07:59 576,95 kWh 608,42 kWh 31,47 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 06.06.2015 08:00 07.06.2015 07:59 608,42 kWh 608,42 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 07.06.2015 08:00 08.06.2015 07:59 608,42 kWh 608,42 kWh 0,00 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 08.06.2015 08:00 09.06.2015 07:59 608,42 kWh 661,48 kWh 53,06 kWh
    Otopark Şarj Alanı Tüketim 09.06.2015 08:00 09.06.2015 18:18 661,48 kWh 706,81 kWh 45,33 kWh

  4. Izzet’in profil fotoğrafı Izzet diyor ki:

    Uzun zamandır kontrol etmemiştim. 1600kwh harcamışım güncel bilgive araç 7000 km. de şu anda. Bu da 0,23kw/km. 23kw/100 km. 23x 0,24 =5,52 TL /100 km. anlamına geliyor. Yani bu kadar performanslı bir aracı 100km. de nerede ise 1 litre benzin fiyatına kullanıyorum.

  5. Emrah diyor ki:

    200 amperlik 10 adet jel akü ful sarjliysa 10 kva lik invertor baglarsam ve 10 kva lik akımı çekerse kac saat dayanir

  6. Eyaz diyor ki:

    yazını çok begenerek okudum okuduktan sonra bende var olan bır bulus yaptım onu arkadaslarla paylasmak ısterım
    eger 100 wat harcayan bır ampul 1 saat bu tuketıyorsa
    o zaman 100/60 dk =1,66 dakıka bazındaki tuketımıdır
    ozaman 100/3600 sn=0.027 wat sanıyedir

  1. 03/02/2015

    […] yine yazı günü olan 3.63TL ve bir litre 95 oktan kurşunsuz benzin fiyatını 4.16TL alıyorum. Yine daha önce bir yazımda bahsettiğim üzere bir elektrikli arabaya alternatif akımdan(şebeke elektriği) enerji çekip […]

  2. 15/02/2015

    […] kW, kWh, Amper, Voltaj gibi karışık ve yeni konseptlere açıklık getiren yazımız […]

  3. 16/02/2015

    […] ELEKTRİKLİ OTOMOBİL GÜÇ TÜKETİMİ İLE İLGİLİ DAHA FAZLA BİLGİ İÇİN […]

  4. 28/11/2015

    […] VOLT, kW, kWh: Terimler arasında kaybolmayın! […]

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.