کس طرح ایک بس ڈپو 240–720kW DC لچکدار چارجنگ پائل کے ساتھ چوٹی چارج کی لاگت میں 28% کمی کرتا ہے

کسٹمر کا پس منظر

رائن-روہر کے علاقے میں میونسپل ٹرانزٹ آپریٹر 42 بیٹری الیکٹرک بسوں کے بیڑے کا انتظام کرتا ہے اور ہر ماہ تقریباً 120,000 کلومیٹر طے شدہ سروس کا احاطہ کرتا ہے۔ یہ بیڑا 2019 میں بنائے گئے ایک ڈپو پر مبنی ہے، جہاں رات بھر اور موقع کی چارجنگ کو سپورٹ کرنے کے لیے 30 فکسڈ 120 kW DC چارجرز نصب کیے گئے تھے۔

آپریٹر کا بنیادی مینڈیٹ: بسوں کو روزانہ کم از کم 16 گھنٹے سڑک پر رکھیں، بشمول صبح اور دوپہر کے چوٹی کے اوقات۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ سروس بلاکس کے درمیان چارجنگ ونڈو 45 منٹ تک مختصر تھی۔ موجودہ فکسڈ چارجر لے آؤٹ ان آپریشنل رکاوٹوں کے لیے بہت سخت ثابت ہو رہا تھا۔

چیلنج: فکسڈ پاور، فکسڈ ریٹس، اور آئیڈل چارجرز

ہر ایک مقررہ 120 kW چارجر ایک ہی بس کو تفویض کیا گیا تھا۔ صبح اور شام کی سروس کے بعد جب بسیں موجوں میں واپس آئیں تو بہت سے چارجرز بیکار بیٹھے تھے جبکہ ایکٹیو چارجرز پر قطار لگ گئی۔ 40% چارج کی حالت والی بس کو 120 کلو واٹ چارجر پر 1.5 گھنٹے کی ضرورت ہوتی ہے جو کہ 45 منٹ کے لی اوور کے لیے بہت طویل ہے۔

چونکہ ڈپو کا گرڈ کنکشن بیک وقت لوڈ کے 600 کلو واٹ تک محدود تھا، اس لیے یارڈ میں زیادہ بجلی لانے کے لیے ایک نئے ٹرانسفارمر اور ایک طویل اجازت نامے کے عمل کی ضرورت ہوتی، جس کی تخمینہ لاگت $180,000 تھی۔ اس دوران، آپریٹر نے دو کام کرنے کی کوشش کی:

• طاقت کے مقابلہ سے بچنے کے لیے بسوں کو دستی طور پر شیڈول کرنا، جس سے روانگی کے اوقات میں تاخیر ہوتی ہے اور وقت پر کارکردگی کم ہوتی ہے۔
• موجودہ چارجرز کو زیادہ مانگ کے دوران آؤٹ پٹ کو محدود کرنے کے لیے پروگرام کرنا، لیکن اس سے صرف چارج کے اوقات میں اضافہ ہوا اور بسوں کو اگلے بلاک کے لیے کم چارج کیا گیا۔

براہ راست نتیجہ آپریشنل رگڑ کا بڑھتا ہوا ڈھیر تھا: قطار میں کھڑا ہونا، روانگی سے محروم ہونا، اور ماہانہ ڈیمانڈ چارجز جو مسلسل $24,000 تک پہنچ گئے۔ ٹیم کو ایک چارجنگ آرکیٹیکچر کی ضرورت تھی جو حقیقی وقت میں بجلی کی تقسیم کو اس کے مطابق ڈھال سکے جہاں اس کی ضرورت تھی، نہ کہ فکسڈ آؤٹ پٹ کا سیٹ۔

240–720kW DC لچکدار چارجنگ پائل کیوں

آپریٹر نے Soutya 240–720 kW DC لچکدار چارجنگ پائل پر سیٹل ہونے سے پہلے دو متبادلوں کا جائزہ لیا۔

پہلا متبادل دوسرا ٹرانسفارمر شامل کرنا اور مزید 120 kW چارجرز کو تعینات کرنا تھا۔ اس نقطہ نظر سے قطار میں لگنا ختم ہو جائے گا لیکن پھر بھی دن کے وسط میں بہت سے چارجرز کو بیکار چھوڑ دیا جائے گا، اور اکیلے گرڈ اپ گریڈ پورے سالانہ توانائی کے بجٹ کو کھا جائے گا۔

دوسرا متبادل ایک مرکزی ہائی پاور چارجر تھا جس میں مکینیکل سوئچ میٹرکس تھا جو ایک وقت میں ایک بس کو جوڑ سکتا تھا۔ اس نے پاور شیئرنگ کا مسئلہ حل کر دیا لیکن ایک نئی رکاوٹ پیدا کر دی: سوئچ سسٹم پر ایک ہی بندش پورے ڈپو کو روک دے گی۔

Soutya لچکدار چارجنگ ڈھیر تین وجوہات کی بناء پر کھڑا ہوا:

• متحرک بجلی کی تقسیم:ایک واحد 600 kW یونٹ اپنے آؤٹ پٹ کو چھ سے آٹھ چارجنگ پوائنٹس میں تقسیم کر سکتا ہے، جس سے ہر بس کو صرف وہی طاقت ملتی ہے جس کی اسے اس وقت ضرورت ہوتی ہے۔ دستی مداخلت کے بغیر حقیقی وقت میں مختص کی تازہ کاری ہوتی ہے۔
• ماڈیولر اسکیل ایبلٹی:ڈھیر قابل تبادلہ پاور ماڈیولز سے بنایا گیا ہے۔ اگر بیڑا بڑھتا ہے، تو آپریٹر پوری یونٹ کو بدلے بغیر ماڈیولز شامل کر سکتا ہے۔
• گرڈ اپ گریڈ کی ضرورت نہیں:چونکہ ڈھیر قابل ترتیب زیادہ سے زیادہ کل بوجھ کو نافذ کر سکتا ہے، یہ $180,000 ٹرانسفارمر پروجیکٹ سے گریز کرتے ہوئے موجودہ 600 kW گرڈ کنکشن کے اندر فٹ بیٹھتا ہے۔

نفاذ: مرحلہ وار تعیناتی اور متحرک لوڈ مینجمنٹ

یہ منصوبہ چھ ہفتوں میں مکمل ہوا، معاہدے پر دستخط سے لے کر مکمل آپریشن تک۔ نفاذ کے چار مراحل تھے:

1. سائٹ کا سروے اور لے آؤٹ میپنگ۔ٹیم نے فی ڈھیر چارجنگ آؤٹ لیٹس کی زیادہ سے زیادہ تعداد کا تعین کرنے کے لیے بس پارکنگ کی جگہوں، کیبل روٹس، اور سوئچ بورڈ کی موجودہ صلاحیت کا نقشہ بنایا۔
2. چار 600 کلو واٹ کے ڈھیروں کی تنصیب،ہر ایک کو کل 32 چارجنگ پوائنٹس کے لیے آٹھ کنیکٹرز کے ساتھ ترتیب دیا گیا ہے۔ کیبل کی لمبائی اور نقصان کو کم سے کم کرنے کے لیے ڈھیروں کو پارکنگ کی قطاروں کے درمیان رکھا گیا تھا۔
3. ڈپو مینجمنٹ سسٹم کے ساتھ انضمام۔ڈھیر کی پاور ایلوکیشن گاڑیوں کے شیڈولنگ ڈیٹا بیس سے منسلک تھی تاکہ روانگی کے پہلے وقت والی بسوں کو ترجیحی طاقت حاصل ہو۔
4. عملے کی تربیت۔چارج آپریٹرز کو بجلی کی تقسیم کے گراف کو پڑھنے اور کنکشن کی خرابی کی غیر معمولی صورت میں کیا کرنا ہے اس بارے میں تربیت دی گئی۔

ہفتہ دو کے دوران ایک اہم چیلنج سامنے آیا۔ ڈپو کا موجودہ الیکٹریکل روم ایک چھوٹی سی ری کنفیگریشن کے بغیر نئے ڈھیروں کے لیے درکار اضافی اضافے سے تحفظ اور میٹرنگ کے آلات کو ایڈجسٹ نہیں کر سکتا تھا۔ اس مسئلے کو ایک کمپیکٹ سب ڈسٹری بیوشن بورڈ لگا کر اور بیک اپ الیکٹریکل لوڈز کو ایک مختلف مرحلے میں منتقل کر کے حل کیا گیا—ایک معمولی سول کام جس نے شیڈول میں چار دن کا اضافہ کیا۔

قابل مقدار نتائج: تیز تر ٹرناراؤنڈز، کم ڈیمانڈ فیس، کم قطاریں

سوتیا لچکدار چارجنگ پائلز پر چلنے کے پہلے تین مہینوں کے آپریشنل ڈیٹا نے پورے بورڈ میں قابل پیمائش بہتری ظاہر کی۔

• فی بس چارج کرنے کے وقت میں 38 فیصد کمی واقع ہوئی۔200 kWh بیٹری کی اوسط 4.5 گھنٹے سے گھٹ کر 2.2 گھنٹے پر آگئی، کیونکہ جب پارکنگ لاٹ آدھی خالی تھی تو ڈھیر ایک بس پر 240 kW کو مرکوز کرسکتا تھا۔
• پیک ڈیمانڈ چارجز میں 28 فیصد کمی،$24,000 سے $17,300 فی مہینہ۔ ڈھیر کے بوجھ کو محدود کرنے والے الگورتھم نے ڈپو کی کل قرعہ اندازی کو 600 kW کی حد سے نیچے رکھا یہاں تک کہ جب 20 بسیں بیک وقت چارج کر رہی تھیں۔
• چارجنگ کا استعمال 47% سے بڑھ کر 78% ہو گیا۔چونکہ بجلی کو لچکدار طریقے سے روٹ کیا جاتا ہے، دوپہر 2:00 بجے آنے والی بس پوری طاقت سے چارج کر سکتی ہے جبکہ شام 6:00 بجے روانہ ہونے والی بس اپنی باری کا انتظار کرتی ہے۔
• $180,000 گرڈ اپ گریڈ سے گریز کیا گیا۔پراجیکٹ کی لاگت، بشمول چار ڈھیر اور تنصیب، تقریباً 96,000 ڈالر تک پہنچ گئی، یعنی ادائیگی کی مدت صرف ڈیمانڈ چارج کی بچت کی بنیاد پر ایک سال سے زیادہ تھی۔

شیڈول کی پابندی میں وسیع اثر نظر آیا: 90% سے کم چارج حالت کے ساتھ ڈپو سے نکلنے والی بسوں کی تعداد 12 سے کم ہو کر 2 فی ہفتہ ہو گئی، اور فلیٹ کی بروقت روانگی کی شرح 92% سے 98% تک بہتر ہو گئی۔

کلائنٹ کی تعریف

ڈپو کے آپریشن مینیجر نے اسے آسان الفاظ میں بیان کیا:

"لچکدار ڈھیر تیزی سے چارج نہیں کرتا؛ یہ ہمیں اپنے نظام الاوقات پر دوبارہ کنٹرول فراہم کرتا ہے۔ مجھے اب یہ فیصلہ نہیں کرنا پڑتا کہ کون سی بس پہلے چارج کی جائے۔ جہاں ضرورت ہوتی ہے وہاں بجلی جاتی ہے، اور اس نے ہمارے پورے شفٹ کے منصوبوں کا طریقہ بدل دیا ہے۔"

ایک اور دیکھ بھال کے نگران نے مزید کہا: "ماڈیولر ڈیزائن کا مطلب ہے کہ ہم موجودہ تنصیب کو ختم کیے بغیر صلاحیت کو اپ گریڈ کر سکتے ہیں۔ یہ ہمارے پرانے مقررہ یونٹوں کے ساتھ ممکن نہیں تھا۔"

دوسرے فلیٹ اور چارجنگ آپریٹرز کے لیے اسباق

اس منصوبے سے تین قابل نقل اسباق سامنے آئے:

1. ڈھیر کی ترتیب کو اصل بس کے نظام الاوقات سے ملائیں، زیادہ سے زیادہ طاقت سے نہیں۔ڈپو نے 720 کلو واٹ ماڈل سمجھا، لیکن 32 آؤٹ لیٹس کے ساتھ 600 کلو واٹ یونٹ بس کی گردش کو بہتر اور کم لاگت میں فٹ کرتے ہیں۔ واپسی کے اوقات کے چوٹی اوورلیپ کو سمجھنا سب سے بڑا ممکنہ یونٹ خریدنے سے زیادہ قیمتی ہے۔
2. پہلے دن سے پاور ایلوکیشن الگورتھم استعمال کریں۔فیکٹری ڈیفالٹ ایک عام منظر نامے کے لیے سیٹ کیا گیا ہے۔ ڈپو کی کارکردگی تب ہی بہتر ہوئی جب انہوں نے روانگی کے اوقات اور بیٹری کی چارج حالت سے مطابقت کے لیے مختص ترجیحات کو ترتیب دیا۔
3. ایک ماڈیولر یونٹ کا انتخاب کرکے بیڑے کی ترقی کا منصوبہ بنائیں۔اگر آپریٹر مزید 10 بسیں شامل کرتا ہے، تو وہ موجودہ ڈھیروں میں اضافی پاور ماڈیول ڈال سکتے ہیں۔ ایک فکسڈ چارجر کو پوری نئی تنصیب اور ایک اور گرڈ کنکشن کی ضرورت ہوگی۔

ٹیم کے لیے سب سے بڑا تعجب یہ تھا کہ چارجنگ رویے میں تبدیلی نے ان کے مجموعی آپریشنز کو کیسے متاثر کیا۔ ایک فکسڈ پاور ماڈل سے ڈیمانڈ پر چلنے والے ماڈل میں تبدیلی نے پیسہ بچایا، بروقت کارکردگی کو بہتر بنایا، اور عملے کے روزانہ کے دباؤ کو ختم کیا۔

حوالہ جات

DC لچکدار چارجنگ پائلز کا جائزہ لینے والے آپریٹرز کے لیے، درج ذیل صنعتی معیارات حفاظت اور کارکردگی پر مفید سیاق و سباق فراہم کرتے ہیں:

• EN 50620:2017 - الیکٹرک گاڑیوں کو چارج کرنے کے لیے الیکٹرک کیبلز، کیبل کی لچک، موسم کی مزاحمت، اور 0.6/1 kV DC سسٹمز کے لیے وولٹیج کے تقاضوں کی وضاحت۔
• IEC 62196 سیریز - الیکٹرک گاڑیوں کے کنڈکٹیو چارجنگ کے لیے پلگ، ساکٹ آؤٹ لیٹس اور گاڑی کے کنیکٹر، AC اور DC دونوں انٹرفیس کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں (بشمول CCS اور CHAdeMO)۔
• UL 1699B - فوٹوولٹک (PV) DC آرک فالٹ سرکٹ پروٹیکشن، ہائی پاور DC چارجنگ سسٹمز میں استعمال ہونے والے DC آرک فالٹ کا پتہ لگانے کے طریقوں کا حوالہ۔