مع استمرار السيارات الكهربائية في إحداث تحول جذري في قطاع النقل العالمي، تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية ضرورية لتشجيع المزيد من الناس على اقتناء هذه السيارات. فالتعقيدات في الوصول إلى محطات الشحن، والتنقل بين الشبكات المتعددة، والتعامل مع أنظمة الدفع غير المتناسقة، قد تُثني الراغبين في امتلاك سيارات كهربائية أو تُحبط من سبق لهم التحول إلى التنقل الكهربائي. وهنا يأتي دور بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) - الذي يُحدث نقلة نوعية في منظومة شحن السيارات الكهربائية. صُمم هذا البروتوكول لتبسيط التواصل بين محطات شحن السيارات الكهربائية وأنظمة الإدارة، مما يضمن المرونة والتوافق والكفاءة، ويُعزز شبكة شحن قوية وسهلة الاستخدام.
ما هو بروتوكول OCPP - بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة؟
بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) هو بروتوكول تطبيقات للتواصل بين محطات شحن المركبات الكهربائية، والتي تُسمى أيضًا نقاط شحن المركبات الكهربائية، وأنظمة إدارة شحن المركبات الكهربائية، والتي يُشار إليها غالبًا ببرامج شحن المركبات الكهربائية. ويعمل OCPP بشكل أساسي كلغة وقناة عالمية، مما يُتيح التواصل السلس بين هذين العنصرين الرئيسيين في منظومة شحن المركبات الكهربائية.
تم إنشاء بروتوكول OCPP في الأصل عام 2009 بهدف توحيد التفاعلات بين شواحن السيارات الكهربائية وأنظمة إدارتها. ورغم وجود بروتوكولات احتكارية، يتميز OCPP بكونه منصة مفتوحة بالكامل. تمنح هذه الانفتاحية مستخدمي محطات الشحن مرونة ربط أي شبكة بأي محطة شحن، مما يشجع الابتكار والمنافسة وسهولة الوصول في قطاع شحن السيارات الكهربائية.
فوائد برنامج الوقاية من السرطان في مكان العمل
1. المرونة والأمان لأصحاب محطات الشحن
يضمن برنامج OCPP لأصحاب محطات الشحن إمكانية تغيير مشغلي الشبكة عند الحاجة، مما يحمي استثماراتهم ويمنع تقادم أصولهم. في حال انسحاب مُصنِّع محطة شحن من السوق، يمكن لأصحاب المحطات الانتقال إلى شبكة أخرى متوافقة مع برنامج OCPP دون فقدان أي وظائف. يشجع هذا الخيار المفتوح المنافسة بين المُصنِّعين ومُزوِّدي الشبكات، مما يُخفِّض التكاليف ويُحسِّن الخدمات ويُعزِّز الابتكار. ونتيجةً لذلك، تتوسع البنية التحتية لسائقي السيارات الكهربائية بسرعة، مما يُوفِّر المزيد من خيارات الشحن.
2. السماح أيضًا بالاستفادة من الاتصالات المشتركة بين محطة الشحن ومزود خدمة الشبكة لتوفير خدمات الشبكة (مثل الاستجابة للطلب) بشكل فعال من حيث التكلفة.
يُصاحب التحوّل إلى سيناريو صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 ارتفاعٌ كبيرٌ في الطلب على الكهرباء، مدفوعًا بكهربة قطاعات النقل والتدفئة المنزلية وغيرها. في الوقت نفسه، يُشكّل الانتشار الواسع لمصادر الطاقة المتجددة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح - التي يتفاوت إنتاجها تبعًا للطقس ووقت اليوم - ضغطًا إضافيًا على شبكات الكهرباء. تُشكّل هذه الديناميكيات تحدياتٍ لاستقرار الشبكة وموثوقيتها، ما يدفع شركات الكهرباء إلى البحث عن حلولٍ مبتكرة، مثل برامج الاستجابة للطلب.
ما هي استجابة الطلب؟
تتضمن استجابة الطلب موازنة الطلب على الشبكة من خلال تشجيع المستخدمين على تحويل استخدامهم للكهرباء إلى أوقات خارج الذروة عندما تكون الطاقة أكثر وفرة أو أقل طلباً.
يتحقق ذلك عادةً من خلال حوافز الأسعار أو غيرها من المكافآت المالية. وإلى جانب الشبكات الذكية وأنظمة تخزين الطاقة، تلعب استجابة الطلب دورًا حاسمًا في الحفاظ على مرونة الشبكة، وتخفيف آثار مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة، وضمان استقرار الشبكة خلال فترات ذروة الاستخدام.
دور برنامج إدارة الطاقة في الاستجابة للطلب
لضمان نجاح برامج الاستجابة للطلب، يُعدّ التواصل السلس بين أجهزة الشحن وشركات الكهرباء أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تكون أجهزة الشحن قادرة على تعديل استهلاكها أو إيقافه مؤقتًا بشكل ديناميكي بناءً على احتياجات الشبكة. يُسهّل برنامج OCPP هذا التواصل من خلال استخدام القنوات نفسها المُخصصة لتفاعلات برامج إدارة أجهزة الشحن.
مزايا استجابة الطلب المُمكّنة بواسطة OCPP
·فعالية التكلفة: من خلال الاستفادة من البنية التحتية للاتصالات الحالية، يقلل برنامج OCPP من التكاليف الإضافية المرتبطة بدمج أجهزة الشحن في برامج الاستجابة للطلب.
·مرونة معززة: تتيح أجهزة الشحن المتوافقة مع OCPP للمشغلين المشاركة بكفاءة في مبادرات إدارة الشبكة، مما يضمن توازن العرض والطلب على الكهرباء.
·بنية تحتية جاهزة للمستقبل: دمج OCPP يضع شبكات الشحن في مواقع تسمح لها بالتكيف مع المشهد المتطور للطاقة، مما يدعم جهود تحديث الشبكة الأوسع.
من خلال دمج قدرات الاستجابة للطلب عبر OCPP، لا يساهم المشغلون في استقرار الشبكة فحسب، بل يعززون أيضًا قيمة شبكات الشحن الخاصة بهم في نظام بيئي مستدام للطاقة.
3. تعزيز تبني السيارات الكهربائية من خلال الوصول الموحد وتجربة المستخدم المبسطة
تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية أمراً بالغ الأهمية لتشجيع المزيد من الناس على تبني السيارات الكهربائية. فالتعقيدات في الوصول إلى محطات الشحن، والتنقل بين الشبكات المتعددة، والتعامل مع أنظمة الدفع غير المتسقة، قد تُثني الراغبين في امتلاك سيارات كهربائية عن اقتنائها، أو تُحبط أولئك الذين انتقلوا بالفعل إلى التنقل الكهربائي.
تُعالج شهادة OCPP هذه التحديات من خلال وضع مجموعة من البروتوكولات الموحدة التي تُعزز الاتساق وقابلية التشغيل البيني بين شبكات الشحن. وبضمان التزام أجهزة الشحن بهذه المعايير، تُقلل OCPP من عوائق الدخول إلى السوق وتُعزز تجربة مستخدم موحدة، مما يجعل شحن السيارات الكهربائية أكثر سهولة وراحة.
تتضمن بعض عناصر تجربة المستخدم التي يتم توحيدها من خلال شهادة OCPP ما يلي:
1. كيف يبدأ السائقون جلسة الشحن
2. كيف يدفع السائقون مقابل الشحن
3. إمكانية الوصول إلى أجهزة الشحن من شبكات متنوعة ضمن تطبيق واحد أو ملف تعريف دفع واحد
4. توحيد نظام الفوترة عبر شبكات الشحن المختلفة
الصورة الأوسع: دعم تبني السيارات الكهربائية
من خلال تقليل نقاط الاحتكاك في عملية الشحن، يُنشئ برنامج OCPP بيئةً أكثر ملاءمةً للسائقين. وهذا لا يُحسّن تجربة مالكي السيارات الكهربائية الحاليين فحسب، بل يُطمئن المشترين المحتملين أيضًا بأن امتلاك سيارة كهربائية أمرٌ عملي ومريح. كما أن توحيد البنية التحتية للشحن يُعزز الثقة ويُشجع على تبني السيارات الكهربائية على نطاق أوسع، وهو أمرٌ ضروري لتسريع الانتقال إلى وسائل النقل المستدامة.
في نهاية المطاف، تلعب أجهزة الشحن المعتمدة من قبل OCPP دورًا محوريًا في إنشاء شبكة شحن متماسكة ومتمحورة حول المستخدم، مما يضمن شعور السائقين بالثقة والدعم أثناء تبنيهم لتكنولوجيا السيارات الكهربائية.
كيف يعمل بروتوكول OCPP؟
في القسم السابق، تعلمنا أن بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) يوفر حلاً موحدًا لطريقة الاتصال بين محطات الشحن وأي نظام مركزي، بغض النظر عن البائع.
يُعدّ بروتوكول OCPP وسيلة اتصال بين محطات شحن المركبات الكهربائية وأنظمة إدارة شحنها. يشرح القسم التالي كيف يُمكّن OCPP هاتين المجموعتين المختلفتين ضمن منظومة شحن المركبات الكهربائية من التواصل فيما بينهما، وما يُتيحه من مزايا أخرى بالإضافة إلى التواصل.
1. تبادل الرسائل
يسمح بروتوكول OCPP لمحطة الشحن ونظام الإدارة بتبادل الرسائل حول الحالة الحالية لمحطة الشحن.
على سبيل المثال، يمكن أن تتضمن الرسائل ما يلي:
·سواء كان الشاحن متاحًا أو قيد الاستخدام أو يحتاج إلى صيانة
·عند بدء جلسة الشحن أو توقفها
·عداد الاستهلاك الحالي أو عداد وقت التوقف
·معلومات تشخيصية لمحطات الشحن
2. المراقبة عن بعد
يمكن لمشغلي نقاط الشحن مراقبة محطات الشحن الخاصة بهم عن بعد باستخدام بروتوكول OCPP.
3. التفويض
يمكن لمشغلي نقاط الشحن منح الإذن بالوصول إلى محطات الشحن باستخدام بروتوكول OCPP.
4. تحديثات البرامج الثابتة
يمكن لنظام الإدارة إرسال طلبات تحديث البرامج الثابتة إلى محطة الشحن، والتي يمكنها بعد ذلك تأكيد الطلب وتنفيذ التحديث.
5. الدفع والفواتير
يمكن لمشغلي نقاط الشحن دمج أنظمة الدفع والفواتير المختلفة باستخدام OCPP.
6. الشحن الذكي
يدعم بروتوكول OCPP ميزات الشحن الذكي، مثل موازنة الأحمال واستخدام ملفات تعريف الشحن.
7. برامج الاستجابة للطلب
يسمح برنامج OCPP لأجهزة الشحن بالتواصل مع برامج الشبكة أو المرافق، مما يساعد في الحفاظ على الطلب على الكهرباء تحت السيطرة.
مقدمة عن إصدارات OCPP الحالية المتوفرة في السوق
في عام 2010، تم إصدار بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة 1.2، تلاه إصدار OCPP 1.5 في عام 2013. لم تعد هيئة نقاط الشحن المفتوحة (OCA) تدعم هذه الإصدارات السابقة، مما يقودنا إلى الإصدارات اللاحقة، OCPP 1.6 الذي صدر في عام 2015 وOCPP 2.0.1 الذي صدر في عام 2020. يُعدّ كل من OCPP 2.1 وOCPP 2.0.1 متوافقين مع الإصدارات السابقة. من المتوقع إصدار OCPP 2.1 في الربع الأول من عام 2025.
(شاحن تيار متردد من المستوى الثاني من إنجيت فيجن للاستخدام التجاري)
نوعان من تطبيقات OCPP
صابون:بروتوكول الوصول إلى الكائنات البسيط (SOAP) هو بروتوكول قائم على الرسائل يستخدم لغة XML لتمثيل البيانات. يُعد SOAP إطار عمل يُمكّن من إرسال الرسائل بين المكونات عبر الإنترنت. وتكمن ميزة SOAP في أن آليات إرسال واستقبال الرسائل مُغطاة بالمعيار، مما يُسهّل عملية التنفيذ السريع.
JSON:تُعدّ صيغة كائنات جافا سكريبت صيغةً خفيفة الوزن لتبادل البيانات، يسهل على البشر قراءتها وكتابتها، وعلى الآلات تحليلها وإنشائها. وهي أسهل قراءةً وكتابةً من لغة XML، وتعتمد على مجموعة فرعية من جافا سكريبت.
OCPP1.6
يستند بروتوكول OCPP 1.6 إلى أساس بروتوكول OCPP 1.5، مستفيدًا من سنوات من الخبرة العملية والانتشار العالمي الناجح. منذ إطلاقه عام 2012، تم تطبيق بروتوكول OCPP 1.5 على نطاق واسع من قبل الموردين وشركات المرافق في جميع أنحاء العالم. وانطلاقًا من هذا النجاح، يقدم بروتوكول OCPP 1.6 تحسينات كبيرة، بما في ذلك إمكانيات الشحن الذكي ودعم JSON عبر WebSockets بالإضافة إلى SOAP.
يتضمن هذا الإصدار أيضًا تحسينات متنوعة، مثل توثيق أكثر وضوحًا وتحديثات لتعزيز التوافق بين منتجات مختلف الموردين. تشمل الميزات الجديدة الرئيسية تشخيصات موسعة (مثل رموز الأعطال)، وحالات إضافية لنقاط الشحن، ووظيفة TriggerMessage، وكلها مصممة لتلبية متطلبات السوق بشكل أفضل.
بينما يحتفظ بروتوكول OCPP 1.6 بجوهر سابقه، فإنه يقدم تحديثات وإصلاحات جوهرية للغموض المعروف، مما يجعله غير متوافق مع بروتوكول OCPP 1.5. وتضمن هذه التحسينات خدمات محسّنة لمشغلي نقاط الشحن وتجربة أفضل لسائقي السيارات الكهربائية في جميع أنحاء العالم.
وظائف OCPP 1.6 هي:
·OCPP 1.5
·يتوفر كلا الإصدارين SOAP و JSON
·يدعم الشحن الذكي موازنة الأحمال واستخدام ملفات تعريف الشحن
·دعم إدارة القوائم (المحلية)
·حالة إضافية: تُضاف حالات إضافية إلى قائمة حالات نقاط الشحن، مما يمنح مسؤول نقطة الشحن، وفي النهاية المستخدمين النهائيين، مزيدًا من المعلومات حول الحالة الحالية لنقطة الشحن.
·طلبات إرسال الرسائل مثل وقت نقطة الاتصال أو حالتها في نقطة الاتصال
·تحسينات طفيفة في المواصفات (مقارنة بـ OCPP 1.5)
OCPP 2.0.1
يُقدّم الإصدار OCPP 2.0.1 وظائف محسّنة وميزات جديدة مقارنةً بالإصدار OCPP 1.6. ومع ذلك، فإن هذه التحسينات تجعل الإصدار OCPP 2.0.1 غير متوافق مع الإصدارات السابقة، مثل OCPP 1.6 و OCPP 1.5.
وظائف جديدةفي OCPP 2.0.1 مقارنةً بـ OCPP 1.6
1. إدارة الجهاز (المعروفة أيضًا باسم طراز الجهاز) ميزات للحصول على التكوينات وتعيينها وكذلك لمراقبة محطة الشحن.
تُعد إدارة الأجهزة (المعروفة أيضًا باسم نموذج الجهاز) ميزة طال انتظارها، وقد رحب بها بشكل خاص كبار مسؤولي أمن المعلومات الذين يديرون شبكة من محطات الشحن (المعقدة) (من موردين مختلفين).
يوفر الوظائف التالية:
• إعداد تقارير المخزون
• تحسين الإبلاغ عن الأخطاء والحالة
• تحسينات في التكوين
• مراقبة قابلة للتخصيص
كل هذا من شأنه أن يساعد منظمات المجتمع المدني على تقليل تكاليف تشغيل شبكة محطات الشحن.
يحق لمصنعي محطات الشحن تحديد مقدار التفاصيل التي يرغبون في نشرها حول محطة الشحن عبر
إدارة الأجهزة: على سبيل المثال، يمكنهم تحديد ما يمكن مراقبته وما لا يمكن مراقبته.
2. تحسينات لتحسين التعامل مع كميات كبيرة من المعاملات
• رسالة واحدة لجميع الوظائف المتعلقة بالمعاملات
• تقليل البيانات
مع إدخال تقنية JSON عبر بروتوكول WebSockets في الإصدار 1.6 من بروتوكول OCPP، أصبح بالإمكان تحقيق خفض كبير في تكلفة بيانات الهاتف المحمول. ومع الإصدار 2.0 من OCPP، تم تقديم دعم لضغط WebSocket، مما يقلل حجم البيانات بشكل أكبر.
3. تحسينات فيما يتعلق بالأمن السيبراني
تمت إضافة التحسينات التالية لتعزيز حماية بروتوكول OCPP ضد الهجمات الإلكترونية:
• ملفات تعريف الأمان (3 مستويات) لمصادقة محطة الشحن و/أو نظام إدارة محطات الشحن وأمن الاتصالات
• إدارة المفاتيح لشهادات جانب العميل
• تحديثات البرامج الثابتة الآمنة
• سجل أحداث الأمان
4. الشحن الذكي الممتد
في بروتوكول OCPP 2.0.1، تم توسيع وظيفة الشحن الذكي (مقارنةً ببروتوكول OCPP 1.6) لدعم ما يلي:
• إدخالات الشحن الذكي المباشر من نظام إدارة الطاقة (EMS) إلى محطة الشحن
• تحسين الشحن الذكي باستخدام وحدة تحكم محلية
• دعم الشحن الذكي المتكامل لنظام إدارة الشحن ومحطة الشحن والمركبة الكهربائية.
5. دعم معيار ISO 15118
يُعدّ معيار ISO 15118 بروتوكولًا أحدث للاتصال بين محطات شحن المركبات الكهربائية (EVSE) والمركبات الكهربائية (EV)، مقارنةً بمعيار IEC 61851. يتيح معيار ISO 15118 العديد من الميزات الجديدة واتصالًا أكثر أمانًا بين محطات شحن المركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية. يدعم بروتوكول OCPP 2.0.1 معيار ISO 15118، وتشمل الميزات المضافة حديثًا ما يلي:
• قم بالتوصيل والشحن
• الشحن الذكي بما في ذلك مدخلات من السيارة الكهربائية
6. تحسينات لتجربة العملاء
• المزيد من خيارات التفويض
• عرض الرسائل
• اللغات المفضلة لسائقي السيارات الكهربائية
• التعريفة والتكاليف
7. بروتوكولات النقل: تحسينات OCPP-J
• توجيه الرسائل البسيط
• لا يوجد دعم لبروتوكول SOAP
(محطة شحن التيار المستمر من المستوى 3 من إن جيت أمباكس)
OCPP 2.1 (قريبًا)
من المتوقع إطلاق OCPP 2.1 في الربع الأول من عام 2025، وسيُقدم ميزات مثل التحكم في موارد الطاقة الموزعة (DER)، والشحن ثنائي الاتجاه (من المركبة إلى الشبكة)، بالإضافة إلى تحسينات إضافية للشحن الذكي وتجربة المستخدم. وسيكون هذا الإصدار متوافقًا مع الإصدارات السابقة OCPP 2.0.1.
يتضمن الإصدار OCPP 2.1 الوظائف المحسّنة والمضافة التالية مقارنةً بالإصدار OCPP 2.0.1:
• وحدة وظيفية جديدة في نظام التحكم في موارد الطاقة الموزعة
• وحدة وظيفية جديدة للشحن ثنائي الاتجاه
• وظائف جديدة لتقنية التوصيل والشحن ISO 15118
• تحسين الشحن الذكي
• دعم الدفع المخصص
• دعم حساب التكاليف المحلية
• رموز QR ديناميكية آمنة
• العديد من التحسينات الإضافية التي طلبها مجتمع شحن المركبات الكهربائية
ما الذي يمكن أن تقدمه لك شركة Injet New Energy من خلال برنامج OCPP؟
مع وجود أكثر من 20000 عملية تثبيت ومشاركين في 16 دولة مختلفة، أصبح بروتوكول OCPP المعيار المفتوح الفعلي للاتصالات بين الشواحن المفتوحة والشبكة في كل من أوروبا وأجزاء من الولايات المتحدة.
مع استمرار توسع البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية ودورها الحيوي في أنظمة الطاقة لدينا، أصبح التوحيد القياسي وقابلية التشغيل البيني أمراً بالغ الأهمية.
تماشياً مع توجهات القطاع، اجتازت شركة إنجيت للطاقة الجديدة بنجاح اختبار الأداء الكامل لشهادة OCPP 1.6. يُمكّننا هذا الإنجاز من تقديم منتجات وحلول أكثر شمولاً وأماناً وسهولة لعملائنا. ونتطلع قُدماً إلى الترقية إلى إصدارات أحدث من OCPP وإضافة المزيد من الميزات المتقدمة لتلبية احتياجات السوق المتغيرة.