الفهرس
مقدمة
شهدت الأسواق العالمية مؤخراً ارتفاعاً غير مسبوق في مبيعات المركبات الكهربائية في عام 2022 مقارنة بالأعوام السابقة مع توقعات بتضاعف أعدادها في المستقبل القريب. ولكن يبقى السؤال هل الشبكات الكهربائية بوضعها الحالي قادرة على تحمل هذه الزيادة في الأحمال؟ أما يجب علينا اتخاذ إجراءات معينة لتفادي أي ضرر في الشبكة؟
نتعرف اليوم على تأثير شحن المركبات الكهربائية على الشبكة والحلول والتقنيات لتقليل هذه الآثار.
تأثير أحمال شحن المركبات الكهربائية
يؤدي شحن المركبات الكهربائية من الشبكة الكهربائية إلى زيادة استهلاك الكهرباء في الشبكة، الأمر الذي قد يؤدي للحاجة لرفع التوليد لتغطية هذه الزيادة وخاصةً عند شحنها في فترات الذروة أو في المناطق التي تكون بها الشبكة الكهربائية محدودة القدرة.
يعد شحن المركبات الكهربائية أحمالاً غير خطية وهذا النوع من الأحمال يشكل توافقيات تعد ضارة بالشبكة وتزيد من الضياعات فهي تؤثر جودة الطاقة وكفاءة الشبكة والأجهزة المتصلة بها، وبالتالي فإن زيادة أعداد المركبات الكهربائية يؤدي إلى زيادة مشاكل استقرار الشبكة.
تقليل أثر المركبات الكهربائية السلبي على الشبكة
يمكن تجنب أو تقليل الآثار السلبية لعملية شحن المركبات الكهربائية من الشبكة من خلال بعض الخطوات والقرارات، ويمكن تلخيص هذه الحلول كالتالي:
- تجهيز المؤسسات بما يلزم للتحول إلى النقل الكهربائي: ينطوي ذلك على تحديد الأدوار والمسؤوليات لأصحاب القرارات والمصالح المختلفة، ووضع معايير لتجهيز للبنية التحتية لشحن للمركبات الكهربائية ومشاركة هذه الخبرات والبيانات.
- تقييم تأثير المركبات على الشبكة: من خلال إجراء دراسات ومحاكاة لتقدير الطلب الحالي والمستقبلي لشحن المركبات الكهربائية على الكهرباء، بالإضافة إلى توزيعها المكاني والزماني وتأثير الشحن على معلمات الشبكة (الجهد والتردد)، والمعيقات والمشاكل التي من الممكن أن تؤثر مستقبلاً على الشبكة.
- اتخاذ بعض الإجراءات التي تساعد في تجهيز الشبكة لتغطية احتياجات الشحن: وذلك من خلال تنفيذ حلول تقنية وتشغيلية للتخفيف من الآثار السلبية لشحن لمركبات الكهربائية من الشبكة أو من خلال تعزيز الآثار الإيجابية، وتتضمن هذه الحلول:
- الشحن الذكي: والمقصود به التحكم بمقدار وموعد شحن المركبات الكهربائية حسب حالة الشبكة وأسعار الكهرباء. يمكن أن يساعد الشحن الذكي في تقليل ذروة الأحمال بالتالي التقليل من تكلفة الشحن وآثاره السلبية على الشبكة.
- رفع وعي المواطنين: إجراء حملات توعية وتعليم لرفعي وعي مستخدمي المركبات الكهربائية بأفضل الممارسات لشحن مركباتهم واختيار أماكن ومواعيد شحنها وما الإجراءات المثلى التي يمكن للأفراد تطبيقها في حياتهم اليومية لتقليل أثر مركباتهم على الشبكة.
- تقنية «في تو جي – V2G»: والمقصود بها تدفق الطاقة باتجاهين وتعرف أيضاً بعملية الشحن ثنائية الاتجاه، أي بين المركبات الكهربائية والشبكة ويمكن تطبيق هذه التقنية أيضاً بين الأحمال والمركبة الكهربائية. ويمكن تطبيق هذه التقنية من خلال شحن بطارية المركبات الكهربائية من الشبكة في الفترة التي تنخفض فيها ذروة الأحمال وتنخفض تكلفة استهلاك الطاقة أو عندما يرتفع إنتاج أنظمة الطاقة المتجددة، وخلال أوقات الذروة وارتفاع تعرفة الكهرباء يمكن تفريغ بطارية المركبة من خلال إعادة الطاقة للشبكة أو للحمل وبهذا تنخفض فاتورة الكهرباء الشهرية.
- أنظمة تخزين الطاقة المتجددة المعزولة عن الشبكة: تنتج هذه الأنظمة الطاقة الكهربائية وتخزنها في البطاريات ثم شحن المركبة الكهربائية مباشرة من البطاريات أو أنظمة التخزين.
- توزيع التوليد: ويقصد به تركيب أنظمة طاقة متجددة بأحجام صغيرة في مواقع شحن المركبات الكهربائية أو بالقرب منها بحيث يتم شحن المركبة من الشبكة في الوقت الذي تنتج فيه الطاقة مما يساعد في تقليل خسائر النقل الطاقة وزيادة استهلاك الطاقة المتجددة المحلي، وتوفير الطاقة الاحتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
- تحسين التخطيط للأنظمة الكهربائية: من خلال تضمين المركبات الكهربائية وبنية الشحن التحتية في نماذج التخطيط طويلة الأمد للتوسع في توليد وتطوير النقل والتوزيع للطاقة الكهربائية.
كيف يمكن لتقنية «V2G» تقليل أثر الشحن على الشبكة؟
تعد تقنية «V2G» أو الشحن ثنائي الاتجاه من أكثر الحلول الواعدة لربط شحن المركبات الكهربائية بالشبكة بأمان وفي نفس الوقت تقليل تأثيرها السلبي على الشبكة وذلك من خلال استخدام المركبات كوحدة تخزين موثوقة للطاقة.
وتتمثل فوائد هذه التقنية بعدة نقاط:
- تحسين موثوقية الشبكة ومرونتها: يمكن لتقنية «V2G» المساهمة في الحفاظ على تردد الشبكة واستقرار جهد التشغيل من خلال توفير الطاقة الاحتياطية اللازمة في حالات الطوارئ أو الكوارث.
- تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتلوث الهواء: وذلك من خلال المساهمة في زيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة منها بدلاً من تصديرها إلى الشبكة. كما يمكنها المساعدة في تقليل انبعاثات الغازات وتلوث الهواء الناتجة عن محطات توليد الطاقة التقليدية من خلال استبدال تشغيلها أو تقليل زمن تشغيلها.
- خفض قيمة الفاتورة للمستهلكين: تساعد تقنية «V2G» في خفض فاتورة الكهرباء للمستهلكين من خلال تمكينهم من شحن مركباتهم خارج فترات الذروة أو عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة، واستخدام المركبة كمصر للطاقة خلال فترات الذروة أو عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة.
- تمديد عمر وأداء البطارية: يمكن أن تساعد تقنية «V2G» في زيادة عمر البطارية الكهربائية وتحسين وأداء المركبات بسبب عدد مرات الشحن والتفريغ المتكررة، إذ يرى البعض أن تكرار عملية الشحن والتفريغ تزيد من عمر البطارية وفقاً لتجاربهم الخاصة.
تعتبر المركبات الكهربائية من أهم الحلول التي تساعدنا على تقليل انبعاثات الكربون الناتجة من قطاع النقل، لكنها ما زالت تواجه بعض التحديات بالإضافة إلى أنها تتسبب بعض المشاكل في استقرارية الشبكة، ويجب على صانعي القرارات اتخاذ خطوات استباقية لتسهيل عمليات تبنيها وربطها بالشبكة بطرق تعود بالفائدة على الشبكة وأصحاب المركبات على حد سواء.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد عن المركبات الكهربائية..
