التقليل من تأثير المركبات الكهربائية على الشبكة

التقليل من تأثير المركبات الكهربائية على الشبكة

الطابع الزمني: 17 مارس 2023 3:30 صباحًا
عقدة المصدر: 2015190
17 مارس 2023 (أخبار Nanowerk) تشمل الخطط الوطنية والعالمية لمكافحة تغير المناخ زيادة كهربة المركبات ونسبة الكهرباء المولدة من المصادر المتجددة. لكن بعض التوقعات تشير إلى أن هذه الاتجاهات قد تتطلب محطات طاقة جديدة مكلفة لتلبية الأحمال القصوى في المساء عندما يتم توصيل السيارات بالكهرباء بعد يوم العمل. علاوة على ذلك، فإن الإفراط في إنتاج الطاقة من مزارع الطاقة الشمسية خلال النهار يمكن أن يهدر قدرة قيمة على توليد الكهرباء. وفي دراسة جديدة، وجد باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنه من الممكن التخفيف من هاتين المشكلتين أو القضاء عليهما دون الحاجة إلى أنظمة تكنولوجية متقدمة للأجهزة المتصلة والاتصالات في الوقت الفعلي، مما قد يزيد من التكاليف واستهلاك الطاقة. وبدلاً من ذلك، فإن تشجيع إنشاء محطات شحن للسيارات الكهربائية بطرق استراتيجية، بدلاً من السماح لها بالظهور في أي مكان، وإنشاء أنظمة لبدء شحن السيارات في أوقات متأخرة، يمكن أن يحدث فرقاً كبيراً. الدراسة التي نشرت في المجلة تقارير الخلية العلوم الفيزيائية ("استراتيجيات الشحن المفيد للمركبات الكهربائية لتقليل الطلب على الكهرباء في أوقات الذروة وتخزين الطاقة الشمسية")، من تأليف زاكاري نيدل، دكتوراه 22، باحث ما بعد الدكتوراه وي وي، والبروفيسورة جيسيكا ترانسيك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للبيانات والأنظمة والمجتمع. استخدم الباحثون في تحليلهم البيانات التي تم جمعها في مدينتين: نيويورك ودالاس. تم جمع البيانات من، من بين مصادر أخرى، السجلات مجهولة المصدر التي تم جمعها عبر الأجهزة الموجودة على متن المركبات، والمسوحات التي أخذت عينات بعناية من السكان لتغطية سلوكيات السفر المتغيرة. لقد أظهروا الأوقات اليومية التي يتم فيها استخدام السيارات ومدة استخدامها، ومقدار الوقت الذي تقضيه المركبات في أنواع مختلفة من المواقع - السكنية، وأماكن العمل، والتسوق، والترفيه، وما إلى ذلك. يقول ترانسيك إن النتائج "تكمل الصورة فيما يتعلق بمسألة مكان تحديد موقع أجهزة الشحن بشكل استراتيجي لدعم اعتماد السيارات الكهربائية وكذلك دعم شبكة الطاقة." على سبيل المثال، يمكن أن يساعد التوفر الأفضل لمحطات الشحن في أماكن العمل على امتصاص الطاقة القصوى التي يتم إنتاجها في منتصف النهار من منشآت الطاقة الشمسية، والتي يمكن أن تذهب سدى لأنه ليس من الاقتصادي بناء ما يكفي من البطاريات أو غيرها من سعة التخزين لتوفير كل الطاقة. ذلك في وقت لاحق من اليوم. وبالتالي، يمكن أن توفر أجهزة الشحن في مكان العمل فائدة مزدوجة، حيث تساعد على تقليل حمل الذروة المسائي الناتج عن شحن المركبات الكهربائية وكذلك الاستفادة من إنتاج الكهرباء الشمسية. هذه التأثيرات على نظام الطاقة الكهربائية كبيرة، خاصة إذا كان النظام يجب أن يلبي متطلبات الشحن لأسطول من المركبات الشخصية المكهربة بالكامل إلى جانب الذروة في الطلب الآخر على الكهرباء، على سبيل المثال في الأيام الأكثر حرارة في العام. ويقول الباحثون إنه إذا لم يتم تخفيفها، فإن الذروة المسائية في الطلب على شحن السيارات الكهربائية قد تتطلب تركيب ما يزيد عن 20% من قدرة توليد الطاقة. يقول وي: "قد يكون الشحن البطيء في مكان العمل أفضل من تقنيات الشحن الأسرع لتمكين الاستخدام الأعلى لموارد الطاقة الشمسية في منتصف النهار". وفي الوقت نفسه، مع تأخر الشحن المنزلي، يمكن أن يكون كل شاحن سيارة كهربائية مصحوبًا بتطبيق بسيط لتقدير الوقت اللازم لبدء دورة الشحن بحيث يتم شحنه قبل الحاجة إليه في اليوم التالي. وعلى عكس المقترحات الأخرى التي تتطلب تحكمًا مركزيًا في دورة الشحن، فإن مثل هذا النظام لا يحتاج إلى اتصال المعلومات بين الأجهزة ويمكن برمجته مسبقًا - ويمكنه تحقيق تحول كبير في الطلب على الشبكة بسبب زيادة انتشار المركبات الكهربائية. يقول ترانسيك إن السبب وراء نجاح هذه التقنية هو التباين الطبيعي في سلوكيات القيادة بين الأفراد ضمن مجموعة سكانية ما. من خلال "الشحن المنزلي"، لا يشير الباحثون فقط إلى معدات الشحن في المرائب الفردية أو أماكن وقوف السيارات. يقولون أنه من الضروري إتاحة محطات الشحن في أماكن وقوف السيارات في الشارع وفي أماكن وقوف السيارات في المباني السكنية أيضًا. يقول ترانسيك إن النتائج تسلط الضوء على قيمة الجمع بين الإجراءين - الشحن في مكان العمل وتأخير الشحن المنزلي - لتقليل ذروة الطلب على الكهرباء، وتخزين الطاقة الشمسية، وتلبية احتياجات الشحن للسائقين بشكل ملائم في جميع الأيام. وكما أظهر الفريق في بحث سابق، يمكن أن يكون الشحن المنزلي عنصرًا فعالاً بشكل خاص في حزمة استراتيجية لمواقع الشحن؛ وقد وجدوا أن الشحن في مكان العمل ليس بديلاً جيدًا عن الشحن المنزلي لتلبية احتياجات السائقين في جميع الأيام. يقول ترانسيك: "بالنظر إلى أن هناك الكثير من الأموال العامة التي تذهب إلى توسيع البنية التحتية للشحن، كيف يمكنك تحفيز الموقع بحيث يتم دمجه بكفاءة وفعالية في شبكة الطاقة دون الحاجة إلى الكثير من التوسع الإضافي في القدرات؟ " يقدم هذا البحث بعض الإرشادات لصانعي السياسات حول مكان تركيز القواعد والحوافز. وتضيف: "أعتقد أن أحد الأشياء الرائعة في هذه النتائج هو أنه من خلال كونك استراتيجيًا، يمكنك تجنب الكثير من البنية التحتية المادية التي قد تحتاجها لولا ذلك". "يمكن لمركباتك الكهربائية أن تحل بعض الحاجة إلى تخزين الطاقة الثابتة، ويمكنك أيضًا تجنب الحاجة إلى توسيع قدرة محطات الطاقة، من خلال التفكير في موقع أجهزة الشحن كأداة لإدارة الطلبات - مكان حدوثها ومتى يتم ذلك. يحدث." ووجد الفريق أن تأخير الشحن المنزلي يمكن أن يحدث فرقًا مفاجئًا. "إنه يحفز الأشخاص بشكل أساسي على البدء في تحصيل الرسوم لاحقًا. يمكن أن يكون هذا شيئًا مبرمجًا مسبقًا في أجهزة الشحن الخاصة بك. أنت تحفز الناس على تأخير بدء الشحن قليلاً، بحيث لا يقوم الجميع بالشحن في نفس الوقت، وهذا يسهل الوصول إلى الذروة. سيتطلب مثل هذا البرنامج بعض الالتزام المسبق من جانب المشاركين. يقول ترانسيك: "ستحتاج إلى وجود عدد كافٍ من الأشخاص الملتزمين بهذا البرنامج مقدمًا لتجنب الاستثمار في البنية التحتية المادية". "لذا، إذا كان لديك عدد كافٍ من الأشخاص المسجلين، فلن تضطر في الأساس إلى بناء محطات الطاقة الإضافية هذه." وليس من المسلم به أن كل هذا سوف ينسجم مع الشكل الصحيح، وتوفير المزيج المناسب من الحوافز سيكون أمراً بالغ الأهمية. يقول ترانسيك: "إذا كنت تريد أن تعمل السيارات الكهربائية كتقنية تخزين فعالة للطاقة الشمسية، فيجب أن ينمو سوق [السيارات الكهربائية] بسرعة كافية حتى تتمكن من القيام بذلك". ومن أجل استخدام الأموال العامة على أفضل وجه للمساعدة في تحقيق ذلك، تقول: "يمكنك تحفيز تركيبات الشحن، والتي من شأنها أن تمر عبر عملية تنافسية بشكل مثالي - في القطاع الخاص، سيكون لديك شركات تقدم عطاءات لمشاريع مختلفة، ولكن يمكنك تحفيز تركيب الشحن". في أماكن العمل، على سبيل المثال، للاستفادة من هاتين الميزتين. ويضيف ترانسيك أن أجهزة الشحن التي يمكن للأشخاص الوصول إليها عندما يكونون متوقفين بالقرب من مساكنهم مهمة أيضًا، ولكن لأسباب أخرى.

الطابع الزمني:

اكثر من نانوويرك