سلّطت الظواهر الجوية المتطرفة الضوء مؤخرًا على نقاط ضعف البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية، مما ترك العديد من مالكيها عالقين دون إمكانية الوصول إلى مرافق الشحن. في أعقاب الظواهر الجوية المتطرفة المتزايدة والشديدة، يواجه مالكو السيارات الكهربائية تحديات غير مسبوقة، حيث يخضع اعتمادهم على شواحن السيارات الكهربائية للتدقيق.
لقد كشف تأثير الطقس القاسي على شواحن السيارات الكهربائية عن العديد من نقاط الضعف:
- ضغط على شبكة الكهرباء: خلال موجات الحر، يزداد الطلب على الكهرباء بشكل كبير، حيث يعتمد كلٌّ من مالكي السيارات الكهربائية والمستهلكين العاديين اعتمادًا كبيرًا على أنظمة التكييف والتبريد. قد يؤدي هذا الضغط الإضافي على شبكة الكهرباء إلى انقطاع التيار الكهربائي أو انخفاض سعة الشحن، مما يؤثر سلبًا على محطات شحن السيارات الكهربائية التي تعتمد على إمدادات الشبكة.
- أضرار محطات الشحن: قد تُسبب العواصف الشديدة والفيضانات أضرارًا مادية لمحطات الشحن والبنية التحتية المحيطة بها، مما يجعلها غير صالحة للعمل حتى اكتمال الإصلاحات. في بعض الحالات، قد يؤدي الضرر الجسيم إلى فترات توقف أطول وتقليل إمكانية وصول مستخدمي المركبات الكهربائية إليها.
- زيادة تحميل البنية التحتية: في المناطق التي يرتفع فيها استخدام السيارات الكهربائية، قد تشهد محطات الشحن ازدحامًا شديدًا خلال الظروف الجوية القاسية. عندما يتجمع عدد كبير من مالكي السيارات الكهربائية على نقاط شحن محدودة، تصبح فترات الانتظار الطويلة وازدحام محطات الشحن أمرًا حتميًا.
- انخفاض أداء البطارية: قد يؤثر التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة قصوى، سواءً كانت قارسة البرودة أو حارقة، سلبًا على أداء وكفاءة بطاريات السيارات الكهربائية. وهذا بدوره يؤثر على عملية الشحن الإجمالية ومدى القيادة.
وبناءً على خطورة مشكلة الطقس المتطرف عامًا بعد عام، بدأ المزيد والمزيد من الناس يفكرون في كيفية حماية البيئة، وتقليل الانبعاثات، وإبطاء عملية تطوير الطقس المتطرف، على أساس القدرة على تسريع عملية تطوير المركبات الكهربائية ومعدات الشحن الخاصة بها، لحل العيوب الحالية لشحن المركبات الكهربائية في الطقس المتطرف.
موارد الطاقة الموزعة: تشير موارد الطاقة الموزعة (DERs) إلى مجموعة لامركزية ومتنوعة من تقنيات وأنظمة الطاقة التي تُولّد الطاقة وتخزّنها وتُديرها بالقرب من نقطة الاستهلاك. غالبًا ما توجد هذه الموارد داخل مباني المستخدمين النهائيين أو بالقرب منها، بما في ذلك العقارات السكنية والتجارية والصناعية. من خلال دمج موارد الطاقة الموزعة في شبكة الكهرباء، يُكمّل نموذج توليد الطاقة المركزي التقليدي ويُحسّنه، مما يُقدّم فوائد عديدة لكلٍّ من مستهلكي الطاقة والشبكة نفسها. تعتمد موارد الطاقة الموزعة، وخاصةً الألواح الشمسية، عادةً على مصادر الطاقة المتجددة مثل ضوء الشمس. من خلال تشجيع اعتمادها، تزداد حصة الطاقة النظيفة والمستدامة في مزيج الطاقة الإجمالي. يتماشى هذا مع الجهود العالمية للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ومكافحة تغير المناخ. تطبيق موارد الطاقة الموزعة، مثلالألواح الشمسية وأنظمة تخزين الطاقةيمكن أن يُساعد ذلك في تخفيف الضغط على الشبكة الكهربائية خلال فترات ذروة الطلب، والحفاظ على خدمات الشحن خلال انقطاعات التيار الكهربائي. محطات الشحن مُظللة بألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
تُبنى الألواح الشمسية الكهروضوئية مباشرةً فوق مواقف السيارات الكهربائية، وهي قادرة على توليد الكهرباء لشحن المركبات، بالإضافة إلى توفير الظل والتبريد للمركبات المتوقفة. كما يمكن توسيع الألواح الشمسية لتغطية مواقف سيارات تقليدية إضافية.
تشمل المزايا تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وانخفاض تكاليف التشغيل لأصحاب المحطات، وتقليل الضغط على الشبكة الكهربائية، خاصةً عند دمجها مع تخزين الطاقة في البطاريات. واستلهامًا من تشبيه الشجرة بالغابة، ينحرف المصمم نيفيل مارس عن التصميم التقليدي لمحطات الشحن بمجموعة من أوراق الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي تتفرع من جذع مركزي.29 تحتوي قاعدة كل جذع على منفذ طاقة. وكمثال على المحاكاة الحيوية، تتبع الألواح الشمسية على شكل ورقة مسار الشمس وتوفر ظلًا للسيارات المتوقفة، سواءً الكهربائية أو التقليدية. ورغم طرح نموذج منها عام 2009، إلا أنه لم يتم بناء نسخة كاملة الحجم بعد.
الشحن الذكي وإدارة الحملالشحن الذكي وإدارة الأحمال هو نهج متطور لإدارة شحن المركبات الكهربائية، يعتمد على التكنولوجيا والبيانات وأنظمة الاتصالات لتحسين وموازنة الطلب على الكهرباء في الشبكة. تهدف هذه الطريقة إلى توزيع حمل الشحن بكفاءة، وتجنب التحميل الزائد على الشبكة خلال فترات الذروة، وتقليل الاستهلاك الإجمالي للطاقة، مما يساهم في شبكة كهربائية أكثر استقرارًا واستدامة. يمكن أن يؤدي استخدام تقنيات الشحن الذكي وأنظمة إدارة الأحمال إلى تحسين أنماط الشحن وتوزيع أحمال الشحن بكفاءة أكبر، مما يمنع التحميل الزائد خلال أوقات الذروة. موازنة الأحمال الديناميكية هي ميزة تراقب التغيرات في استخدام الطاقة في الدائرة، وتوزع السعة المتاحة تلقائيًا بين الأحمال المنزلية أو المركبات الكهربائية. تضبط هذه الموازنة ناتج شحن المركبات الكهربائية وفقًا لتغير الحمل الكهربائي. قد يؤدي شحن عدة سيارات في موقع واحد في نفس الوقت إلى ارتفاعات مفاجئة في الأحمال الكهربائية. يحل تقاسم الطاقة مشكلة الشحن المتزامن لعدة مركبات كهربائية في موقع واحد. لذلك، كخطوة أولى، يمكنك تجميع نقاط الشحن هذه في ما يسمى بدائرة موازنة الأحمال الديناميكية. لحماية الشبكة، يمكنك تحديد حد أقصى للطاقة.
مع استمرار العالم في مواجهة عواقب تغير المناخ، أصبح تعزيز البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية العاملة بالتيار المتردد لمواجهة الظواهر الجوية المتطرفة مهمةً حتمية. يجب على الحكومات وشركات المرافق والجهات الخاصة التعاون للاستثمار في شبكات شحن مرنة ودعم الانتقال إلى مستقبل نقل أكثر استدامةً وخضرةً.