كيف تُزوّد الشبكات الصغيرة شحن السيارات الكهربائية عالي السرعة بالطاقة في المناطق ذات الطاقة المحدودة

مع تسارع وتيرة تبني السيارات الكهربائية، يتزايد الطلب على الشحن فائق السرعة في محطات خدمة الطرق السريعة، والوجهات السياحية النائية، ومواقع التعدين الصناعية. إلا أن هذه المواقع غالباً ما تواجه محدودية في سعة شبكة الكهرباء وتهالكاً في البنية التحتية للطاقة. حلول الشبكات الصغيرة لشحن المركبات الكهربائية تُعدّ هذه التقنيات من بين الحلول الأمثل لسدّ هذه الفجوة. تستكشف هذه المقالة كيف تستخدم الشبكات الصغيرة تقنية "الطاقة الشمسية مع التخزين" لتوفير شحن فائق السرعة وفعّال ومستقر في بيئات تعاني من نقص الطاقة.

تحديات الشحن في المناطق ذات الشبكة الكهربائية المحدودة

في المناطق الريفية أو في "نهاية" شبكة الطاقة، يمثل تركيب محطات الشحن السريع بالتيار المستمر (DCFC) عقبتين رئيسيتين:

• زيادة الحمل على المحول: يمكن لشاحن سريع واحد (عادةً 120 كيلوواط - 360 كيلوواط) أن يتجاوز بسهولة السعة الإجمالية للمحولات المحلية.

• تكاليف البنية التحتية الباهظة: إن تمديد خطوط الجهد العالي أو استبدال المحولات واسعة النطاق يستغرق وقتاً طويلاً ويقدم عائدًا منخفضًا على الاستثمار.

الآليات الأساسية: كيف تحل الشبكات الصغيرة فجوة الطاقة

الشبكة المصغرة هي نظام طاقة محلي يتكون من موارد طاقة موزعة، وأنظمة تخزين طاقة، وبرامج متقدمة لإدارة الطاقة. وهي تحل قيود الشحن من خلال الطرق التالية:

1. تخزين الطاقة: تحقيق "مضاعفة الطاقة"

يعمل نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) كـ"مخزن احتياطي". خلال ساعات انخفاض الطلب على الكهرباء، يسحب النظام الطاقة ببطء من الشبكة أو يخزن الطاقة الشمسية. عندما تحتاج المركبة إلى شحن سريع، يتم تفريغ البطارية والشبكة بالتوازي. تتيح آلية "تعويض الطاقة" هذه لشبكة كانت تدعم في الأصل شحنًا بطيئًا بقدرة 7 كيلوواط فقط، أن تُشغّل فجأة شاحنًا سريعًا بقدرة 120 كيلوواط أو أكثر.

2. الطاقة الشمسية مع التخزين: خفض تكاليف التشغيل

من خلال دمج أنظمة الخلايا الكهروضوئية (PV) - مثل مواقف السيارات الشمسية - تعطي الشبكات الصغيرة الأولوية للطاقة الخضراء.

• الاستهلاك الذاتي: يقلل من الحاجة إلى شراء الكهرباء من الشبكة الرئيسية، مما يؤدي إلى خفض فواتير الخدمات.

• تقليل أوقات الذروة: من خلال شحن البطارية خلال ساعات خارج الذروة (أسعار منخفضة) وتفريغها خلال ساعات الذروة (أسعار مرتفعة)، يمكن للمشغلين تقصير فترة استرداد التكاليف بشكل كبير.

3. نظام إدارة الطوارئ الذكي: ضمان سلامة النظام

يُعد نظام إدارة الطاقة بمثابة "عقل" الشبكة المصغرة، حيث يراقب حمل الشبكة في الوقت الفعلي. وعندما يتم شحن عدة سيارات كهربائية في وقت واحد، يقوم النظام تلقائيًا بضبط خرج البطارية لضمان عدم تجاوز الحمل الإجمالي عتبة المحول، مما يمنع انقطاع التيار الكهربائي أو تلف المعدات.

المزايا الرئيسية للشبكات الصغيرة لشحن المركبات الكهربائية

بالنسبة للمشغلين والمستثمرين، يقدم نموذج الشبكة المصغرة قيمة استراتيجية كبيرة:

• يتجنب عمليات التحديث الضخمة للشبكة: يقلل بشكل كبير من الجداول الزمنية للبناء ويقلل من الإنفاق الرأسمالي على البنية التحتية.

• موثوقية معززة: في حالة حدوث عطل في الشبكة الرئيسية، تدخل الشبكة المصغرة في "وضع الجزيرة"، مما يحافظ على خدمات الشحن في حالات الطوارئ بشكل مستقل.

• الاستدامة: تعمل على زيادة استخدام الطاقة المتجددة إلى أقصى حد، مما يقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية لكل ميل يتم قطعه.

• قابلية التوسع المعياري: يمكن تصميم الأنظمة بشكل معياري، مما يسمح للمشغلين بإضافة المزيد من سعة البطارية مع نمو الطلب على الشحن.

سيناريوهات التطبيق النموذجية

مناطق خدمة الطرق السريعة: إدارة ذروات حركة المرور خلال فترات ذروة السفر في العطلات.

• المواقع النائية ومواقع التعدين: الاستفادة نظام شبكة صغيرة لتخزين الطاقة الشمسية والرياح والديزل لتشغيل الشاحنات الكهربائية الثقيلة أو سيارات الركاب.

• المناطق الحضرية المهجورة: نشر أجهزة الشحن السريع في الأحياء القديمة حيث لا يمكن ترقية شبكة التوزيع الحالية بسهولة.

خاتمة

لا ينبغي أن تشكل قيود الطاقة عائقاً أمام تطوير المركبات الكهربائية. فمن خلال دمج تخزين الطاقة ومصادر الطاقة الموزعة، تضمن الشبكات الصغيرة أن الشحن عالي السرعة للمركبات الكهربائية لم يعد مقيداً بالموقع الجغرافي أو ظروف الشبكة، مما يتيح إنشاء شبكات شحن فعالة وموثوقة واقتصادية للمركبات الكهربائية حتى في المناطق ذات البنية التحتية الأضعف للطاقة.

هل تبحث عن حلول لمحطات الشحن في موقع محدد؟ فريق خبراء JNTech على أتم الاستعداد لتقديم تخطيط مخصص للشبكات الصغيرة يناسب احتياجاتك.