أبرزت الظواهر الجوية المتطرفة مؤخرًا هشاشة البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية، مما ترك العديد من مالكي هذه المركبات عالقين دون إمكانية الوصول إلى مرافق الشحن. وفي ظل تزايد تواتر وشدة هذه الظواهر، يواجه مالكو المركبات الكهربائية تحديات غير مسبوقة، إذ بات اعتمادهم على أجهزة الشحن موضع تساؤل.
أدى تأثير الأحوال الجوية القاسية على أجهزة شحن السيارات الكهربائية إلى كشف العديد من نقاط الضعف:
- الضغط على شبكة الكهرباء: خلال موجات الحر، يزداد الطلب على الكهرباء بشكل كبير، حيث يعتمد كل من مالكي السيارات الكهربائية والمستهلكين العاديين بشكل كبير على أنظمة التكييف والتبريد. وقد يؤدي هذا الضغط الإضافي على شبكة الكهرباء إلى انقطاع التيار الكهربائي أو انخفاض سعة الشحن، مما يؤثر على محطات شحن السيارات الكهربائية التي تعتمد على إمدادات الشبكة.
- أضرار محطات الشحن: قد تتسبب العواصف الشديدة والفيضانات في أضرار مادية لمحطات الشحن والبنية التحتية المحيطة بها، مما يؤدي إلى توقفها عن العمل حتى إتمام الإصلاحات. في بعض الحالات، قد تؤدي الأضرار الجسيمة إلى فترات توقف أطول وانخفاض إمكانية الوصول لمستخدمي السيارات الكهربائية.
- اكتظاظ البنية التحتية: في المناطق التي تشهد إقبالاً كبيراً على السيارات الكهربائية، قد تعاني محطات الشحن من الاكتظاظ خلال الظروف الجوية القاسية. فعندما يتوافد عدد كبير من مالكي السيارات الكهربائية على نقاط شحن محدودة، يصبح طول فترات الانتظار وازدحام محطات الشحن أمراً لا مفر منه.
- انخفاض أداء البطارية: قد يؤثر التعرض المطول لدرجات حرارة قصوى، سواء كانت شديدة البرودة أو شديدة الحرارة، سلبًا على أداء وكفاءة بطاريات السيارات الكهربائية. وهذا بدوره يؤثر على عملية الشحن الإجمالية ومدى القيادة.
نظراً لخطورة مشكلة الطقس المتطرف عاماً بعد عام، بدأ المزيد والمزيد من الناس بالتفكير في كيفية حماية البيئة، والحد من الانبعاثات، وإبطاء عملية تطور الطقس المتطرف، على أساس القدرة على تسريع عملية تطوير المركبات الكهربائية ومعدات شحنها، لحل العيوب الحالية لشحن المركبات الكهربائية في الطقس المتطرف.
موارد الطاقة الموزعة: تشير موارد الطاقة الموزعة (DERs) إلى مجموعة متنوعة من تقنيات وأنظمة الطاقة اللامركزية التي تولد الطاقة وتخزنها وتديرها بالقرب من نقطة استهلاكها. غالبًا ما تقع هذه الموارد داخل أو بالقرب من مباني المستخدمين النهائيين، بما في ذلك العقارات السكنية والتجارية والصناعية. من خلال دمج موارد الطاقة الموزعة في شبكة الكهرباء، يتم استكمال نموذج توليد الطاقة المركزي التقليدي وتعزيزه، مما يوفر فوائد عديدة لكل من مستهلكي الطاقة والشبكة نفسها. تعتمد موارد الطاقة الموزعة، وخاصة الألواح الشمسية، عادةً على مصادر الطاقة المتجددة مثل ضوء الشمس. من خلال تشجيع اعتمادها، تزداد حصة الطاقة النظيفة والمستدامة في مزيج الطاقة الإجمالي. يتوافق هذا مع الجهود العالمية للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ومكافحة تغير المناخ. تطبيق موارد الطاقة الموزعة، مثلالألواح الشمسية وأنظمة تخزين الطاقةيمكن أن تساعد هذه التقنية في تخفيف الضغط على شبكة الكهرباء خلال فترات ذروة الطلب، والحفاظ على خدمات الشحن أثناء انقطاع التيار الكهربائي. محطات الشحن مظللة بألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
تُركّب الألواح الشمسية الكهروضوئية مباشرةً فوق مواقف السيارات الكهربائية، حيث تُولّد الكهرباء لشحن المركبات، كما تُوفّر الظل والتبريد للسيارات المتوقفة. إضافةً إلى ذلك، يُمكن توسيع الألواح الشمسية لتغطية مواقف سيارات تقليدية إضافية.
تشمل الفوائد انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتخفيض تكاليف التشغيل لأصحاب المحطات، وتقليل الضغط على شبكة الكهرباء، خاصةً عند دمجها مع تخزين البطاريات. وبالاستناد إلى تشبيه الشجرة والغابة، يختلف تصميم نيفيل مارس عن تصميم محطات الشحن التقليدية بمجموعة من الألواح الشمسية الكهروضوئية المتفرعة من جذع مركزي.29 ويحتوي قاعدة كل جذع على منفذ طاقة. وكمثال على المحاكاة الحيوية، تتبع الألواح الشمسية ذات الشكل الورقي مسار الشمس وتوفر الظل للسيارات المتوقفة، سواء الكهربائية أو التقليدية. وعلى الرغم من عرض نموذج أولي في عام 2009، إلا أنه لم يتم بناء نسخة كاملة الحجم حتى الآن.
الشحن الذكي وإدارة الأحمالالشحن الذكي وإدارة الأحمال هما نهج متطور لإدارة شحن المركبات الكهربائية، يستفيد من التكنولوجيا والبيانات وأنظمة الاتصالات لتحسين وموازنة الطلب على الكهرباء في الشبكة. تهدف هذه الطريقة إلى توزيع أحمال الشحن بكفاءة، وتجنب زيادة الأحمال على الشبكة خلال فترات الذروة، وتقليل استهلاك الطاقة الإجمالي، مما يُسهم في شبكة كهربائية أكثر استقرارًا واستدامة. يُمكن استخدام تقنيات الشحن الذكي وأنظمة إدارة الأحمال لتحسين أنماط الشحن وتوزيع أحمال الشحن بكفاءة أكبر، ومنع زيادة الأحمال خلال أوقات الذروة. موازنة الأحمال الديناميكية هي ميزة تراقب التغيرات في استهلاك الطاقة في الدائرة الكهربائية وتُخصص تلقائيًا السعة المتاحة بين الأحمال المنزلية أو المركبات الكهربائية. كما تُعدّل خرج شحن المركبات الكهربائية وفقًا لتغير الحمل الكهربائي. قد يؤدي شحن عدة سيارات في موقع واحد في الوقت نفسه إلى ارتفاعات مفاجئة ومكلفة في الحمل الكهربائي. تُحل مشكلة الشحن المتزامن لعدة مركبات كهربائية في موقع واحد من خلال مشاركة الطاقة. لذلك، كخطوة أولى، يتم تجميع نقاط الشحن هذه في دائرة تُسمى موازنة الأحمال الديناميكية. ولحماية الشبكة، يُمكن تحديد حد أقصى للطاقة.
مع استمرار العالم في مواجهة تداعيات تغير المناخ، بات تعزيز البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في مواجهة الظواهر الجوية المتطرفة ضرورة ملحة. ويتعين على الحكومات وشركات المرافق العامة والجهات الخاصة التعاون للاستثمار في شبكات شحن مرنة ودعم التحول نحو مستقبل نقل أكثر استدامة وصديقاً للبيئة.