Electrical and financial analyses of ev charging stations by statistical and probabilistic simulation

Abstract

Increasing environmental pollution with the increase of vehicles that have internal combustion engines has led people to alternative methods due to the transportation sector's share in environmental pollution. Last decade, Researches have been increasıng sharply in this field to improve E-Mobility usage. On the other hand, automobile manufacturers who are producing internal combustion engines have announced that they will stop their R&D studies as of 2025. It is predicted that 300-350 million electric vehicles will be in traffic in the world by 2040. It is estimated that the energy demand created by this number of electric vehicles can be met with 350 million electric vehicle charging stations. In Turkey, it is estimated that 10 million electric vehicles will be on the roads in 2040. New charging stations will be established to meet the demand for electric vehicle charging stations that arise with the increase in electric vehicles. However, due to the lack of historical data, it is not entirely known how these stations will affect the electrification system in the region where they are installed in public areas. On the other hand, the number of stations does not increase rapidly due to the lack of a comparative example for investors who want to establish an electric vehicle charging station. In order to solve this problem, a simulation was created based on probabilistic and statistical analysis. As a result of the simulation, a realistic data set was created, and the effect of the new electric vehicle charging stations was discussed electrically and financially. There are two cases for using the simulation. One of the stations chosen for the simulation in the study is the shopping mall's car park, and another is a rest area on the Istanbul-Izmir highway.

Dünyada fosil yakıtla çalışan motorlu araçların artışıyla birlikte yükselen çevre kirliliği, insanları alternatif yöntemlere sevk etmiştir. Ulaşım sektörünün çevre kirliliğindeki payı dolayısıyla elektrikli araçların kullanılması iyi bir yöntem olarak görülmektedir. Son on yılda elektrikli araç sayısının yükselişi bu yöndeki çalışmaları hızlandırmıştır. Diğer bir yandan içten yanmalı motor kullanan otomobil üreticileri 2025 yılından itibaren AR-GE çalışmalarını durduracağını açıklamışlardır. Dünyada 300-350 milyon elektrikli aracın 2040 senesinden itibaren trafikte yer alması öngörülmektedir. Bu sayıdaki elektrikli aracın oluşturacağı enerji ihtiyacı talebinin 350 milyon elektrikli araç şarj istasyonuyla birlikte karşılanabileceği tahmin edilmektedir. Türkiye'de ise 10 milyon elektrikli aracın 2040 senesinde yollarda olacağı tahmin edilmektedir. Elektrikli araçların artışıyla birlikte ortaya çıkan elektrikli araç şarj istasyonu talebini karşılayabilmek için yeni şarj istasyonları kurulacaktır. Bu istasyonların halka açık alanlara kurulumu sırasında kurulduğu bölgedeki elektrifikasyon sistemine nasıl bir etki yapacağı geçmişe dönük veri eksikliğinden dolayı tamamıyla bilinememektedir. Diğer bir yandan elektrikli araç şarj istasyonu kurmak isteyen yatırımcıların karşılaştırabildiği bir örnek olmamasından dolayı istasyon sayısı hızla artmamaktadır. Bu soruna çözüm olmak amacıyla olasılıksal temellere dayanılarak bir simülasyon oluşturulmuştur. Simülasyon sonucunda gerçeğe yakın bir veri seti oluşturarak, yeni kurulacak elektrikli araç şarj istasyonlarının yaratacağı etki elektriksel ve finansal açıdan ele alınmıştır. Çalışmada simülasyon için seçilen istasyonların biri şehir içinde sık ziyaret edilen alışveriş merkezinin otoparkı, diğeri ise İstanbul-İzmir otoyolu üzerinde bulunan bir benzin istasyonudur.