Peralihan negara ke arah Kenderaan Elektrik (EV) merupakan langkah penting dalam mengurangkan jejak karbon dan mencapai sasaran pelepasan karbon sifar bersih menjelang 2050. Walau bagaimanapun, perkembangan stesen pengecasan pantas turut membawa cabaran kepada kestabilan grid tenaga nasional berikutan peningkatan permintaan elektrik dalam tempoh yang singkat.

Justeru, beban kuasa yang dihadapi sistem agihan elektrik perlu diberi perhatian, termasuk melalui penerapan teknologi pengecasan pintar, sistem penyimpanan tenaga bateri dan pendekatan Kenderaan-ke-Grid bagi menyokong ekosistem mobiliti hijau yang berdaya tahan.

Apabila membincangkan kenderaan elektrik, perkara yang sering terlintas dalam fikiran masyarakat ialah reka bentuk kenderaan yang canggih, pemanduan yang senyap tanpa bunyi enjin serta ketiadaan pelepasan asap ekzos. Di Malaysia, penggunaan kenderaan elektrik kini semakin berkembang, sejajar dengan dasar kerajaan yang menggalakkan pemilikan kenderaan mesra alam bagi menyokong sasaran pelepasan karbon sifar bersih.

Seiring dengan perkembangan tersebut, stesen pengecasan semakin banyak disediakan di lebuh raya, pusat beli-belah dan kawasan kejiranan bagi memenuhi keperluan pemilik kenderaan elektrik. Namun, di sebalik kemudahan itu, timbul persoalan teknikal yang penting, iaitu sejauh mana grid tenaga elektrik nasional bersedia menampung peningkatan permintaan kuasa, khususnya pada waktu puncak.

Bagi memahami kesan kenderaan elektrik terhadap grid tenaga, perbezaan antara pengecasan biasa di rumah dengan pengecasan pantas di stesen awam perlu dilihat. Pengecasan biasa mengambil masa beberapa jam dan menggunakan kadar kuasa yang lebih rendah, iaitu sekitar 3.7 kilowatt (kW) hingga 22 kW. Sebaliknya, stesen pengecasan pantas direka untuk membolehkan pengecasan dilakukan dalam tempoh sekitar 20 hingga 30 minit.

Untuk mencapai tempoh pengecasan tersebut, pengecas pantas memerlukan kuasa elektrik yang tinggi, biasanya bermula daripada 50 kW, 150 kW dan sehingga 350 kW bagi sesebuah peranti.

Sebagai gambaran, pada jam 6 petang ketika waktu puncak, apabila kebanyakan pengguna baru pulang dari tempat kerja dan penggunaan sistem pendingin udara di rumah meningkat, lima buah kenderaan elektrik yang mengecas secara serentak di sebuah stesen pengecasan pantas di lebuh raya boleh memerlukan bekalan kuasa sehingga 1.75 megawatt (MW).

Jumlah tersebut menunjukkan besarnya keperluan kuasa yang boleh ditanggung oleh satu-satu stesen pengecasan dalam tempoh yang singkat.

Peningkatan beban yang mendadak dan tidak menentu ini boleh menimbulkan beberapa isu teknikal kepada rangkaian agihan elektrik, antaranya gangguan voltan dan kualiti kuasa. Penarikan kuasa yang tinggi secara mengejut berpotensi menyebabkan kejatuhan voltan sementara pada rangkaian elektrik berhampiran.

Keadaan ini bukan sahaja boleh menjejaskan operasi stesen pengecas, malah berpotensi memberi kesan kepada peralatan elektrik berkejituan tinggi milik pengguna lain di kawasan sekitar.

Selain itu, pengecasan berkuasa tinggi pada waktu puncak boleh meningkatkan beban pada pencawang dan menyebabkan penghasilan haba yang berlebihan. Sebahagian infrastruktur kabel dan pengubah pencawang sedia ada direka bentuk berdasarkan corak penggunaan tenaga tradisional.

Pengecasan kenderaan elektrik berkuasa tinggi secara berterusan boleh menyebabkan pencawang beroperasi pada kapasiti maksimum, sekali gus menghasilkan haba berlebihan yang berpotensi mempercepat kerosakan penebat dan memendekkan jangka hayat pengubah.

Bagi memastikan peralihan kepada kenderaan elektrik tidak menjejaskan kestabilan bekalan elektrik negara, beberapa pendekatan teknologi perlu diterapkan dalam pembangunan infrastruktur pengecasan nasional.

Antara penyelesaian yang dicadangkan ialah pembangunan sistem pengurusan tenaga pintar berasaskan pengaturcaraan Kecerdasan Buatan. Sistem pengecasan keutamaan ini berfungsi mengurus penggunaan bekalan elektrik berdasarkan keadaan beban semasa pada grid utama secara masa nyata. Apabila grid dikesan berada dalam keadaan beban puncak, sistem pintar tersebut boleh melaraskan kadar pengecasan kenderaan secara dinamik tanpa memutuskan bekalan secara mengejut.

Selain itu, pendekatan yang menggabungkan Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri dengan sumber tenaga solar bumbung turut dilihat sebagai salah satu penyelesaian. Melalui pendekatan ini, bateri simpanan di stesen pengecas boleh dicas pada waktu luar puncak atau ketika pengeluaran tenaga solar berada pada tahap maksimum, khususnya pada waktu tengah hari.

Apabila tiba waktu puncak penggunaan, tenaga daripada bateri simpanan boleh disalurkan kepada kenderaan elektrik yang sedang dicas. Pendekatan sebagai “penampung tenaga” ini berpotensi mengurangkan kebergantungan secara langsung kepada grid utama, sekali gus membantu mengurangkan lonjakan beban.

Melangkah ke hadapan, pembangunan ekosistem kenderaan elektrik di Malaysia juga perlu dilihat seiring dengan pembangunan rangkaian grid pintar. Salah satu konsep yang kini giat diterokai di peringkat antarabangsa ialah teknologi Kenderaan-ke-Grid.

Melalui teknologi Kenderaan-ke-Grid, aliran tenaga tidak lagi bersifat satu hala daripada grid kepada kenderaan. Sebaliknya, kenderaan elektrik yang disambungkan kepada stesen pengecas boleh berfungsi sebagai “bank tenaga bergerak”. Ketika krisis bekalan atau apabila beban grid berada pada tahap kritikal, bateri kenderaan elektrik boleh menyalurkan semula sebahagian tenaga elektrik yang disimpannya ke dalam grid nasional bagi membantu mengimbangi bekalan.

Apabila keadaan grid kembali stabil, kenderaan tersebut boleh dicas semula seperti biasa. Pendekatan ini membentuk ekosistem tenaga yang saling menyokong dan berpotensi meningkatkan daya tahan sistem tenaga.

Kejayaan peralihan kepada pengangkutan hijau di Malaysia tidak wajar diukur hanya berdasarkan jumlah kenderaan elektrik yang terjual atau bilangan palam pengecas yang dipasang. Kekuatan dan kesediaan infrastruktur tenaga yang menyokong perkembangan tersebut turut menjadi aspek penting yang perlu diberi perhatian.

Sehubungan itu, pembangunan infrastruktur kenderaan elektrik memerlukan pendekatan menyeluruh yang mengimbangi keperluan pengguna, pemodenan pencawang elektrik, integrasi sumber tenaga boleh baharu serta penggubalan polisi kadar tarif elektrik yang menyokong pengurusan beban.

Melalui gabungan teknologi termaju, perancangan infrastruktur yang rapi serta kerjasama antara pihak industri dan penyedia tenaga nasional, pembangunan infrastruktur mobiliti elektrik berpotensi menjadi lebih cekap, selamat, stabil dan mampan untuk generasi akan datang.

Oleh Aina Nadhirah Maidin, Eksekutif Akademik, SPACE UTM