شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية.. تقنية تحقق كفاءة 95%
داليا الهمشري
أصبح شحن السيارات الكهربائية إحدى الركائز الأساسية للتحول العالمي نحو أنظمة نقل منخفضة الانبعاثات وأكثر استدامة، في ظل النمو المتسارع لمبيعات المركبات الكهربائية حول العالم.
ومع توسّع هذه السوق، تزداد الحاجة إلى تطوير بنية تحتية متطورة توفّر شحنًا سريعًا وآمنًا وموثوقًا، مع تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية وتعزيز استعمال الطاقة المتجددة.
وفي هذا الإطار، تتجه الأبحاث الحديثة إلى دمج الطاقة الشمسية وتقنيات التخزين الذكية في محطات شحن المركبات الكهربائية، بما يرفع كفاءة التشغيل ويخفّض التكاليف والانبعاثات الكربونية.
كما تسعى هذه الدراسات إلى تطوير أنظمة قادرة على تحقيق الاستفادة القصوى من الكهرباء المُنتجة من المصادر النظيفة، مع الحفاظ على استقرار الشبكات الكهربائية ودعم التوسع المستقبلي في قطاع التنقل الكهربائي.
وفي خطوة جديدة تدعم هذا التوجه، شارك فريق بحثي دولي يضم الباحث المصري الدكتور محمد صابر التهامي من قسم إلكترونيات القوى وتحويل الطاقة بمعهد بحوث الإلكترونيات، والدكتور محمد مصطفى رمضان من جامعة العاصمة، والدكتور علي الرفاعي من الجامعة الأميركية في الكويت، في تطوير منظومة مبتكرة لشحن السيارات الكهربائية تحقّق مستويات مرتفعة من الكفاءة والاستقرار التشغيلي.
الاعتماد على الطاقة المتجددة
جاءت نتائج الدراسة، التي حملت عنوان "تحليل وتصميم بنية تحتية ثنائية المراحل لشحن السيارات الكهربائية القابلة للشحن بالطاقة الشمسية"، -واطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- لتقدّم نموذجًا متطورًا لمحطة ذكية لشحن السيارات الكهربائية تعتمد على الطاقة الشمسية.
وتقوم هذه التقنية الحديثة على نظام ثنائي المراحل قائم على شبكة تيار مستمر مصغرة، بما يتيح إدارة أكثر كفاءة للطاقة وتحقيق معدلات مرتفعة من الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة.
وتستمد المحطة المقترحة الطاقة من 3 مصادر رئيسة تشمل الألواح الشمسية الكهروضوئية، ووحدة متقدمة لتخزين الطاقة، بالإضافة إلى الشبكة الكهربائية العامة، بما يضمن استمرارية التشغيل والاستفادة القصوى من مصادر الطاقة المتجددة وتقليل الاعتماد على الكهرباء التقليدية.
ويكمن أحد أبرز عناصر الابتكار في النظام الجديد في الاستغناء عن مسارات تحويل الطاقة التقليدية التي تؤدي إلى فقد جزء من الطاقة المنتجة، ففي حين تنتج الألواح الشمسية تيارًا مستمرًا، وتعمل بطاريات السيارات الكهربائية أيضًا بالتيار المستمر، يعتمد التصميم الجديد على ربط جميع المكونات عبر ناقل تيار مستمر مشترك، مما يحدّ من الفاقد ويرفع كفاءة تشغيل محطة شحن السيارات الكهربائية.
شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية
أوضح الدكتور محمد صابر التهامي -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة- أن التوسّع العالمي في استعمال السيارات الكهربائية يتطلّب بنية تحتية أكثر تطورًا قادرة على توفير شحن سريع وآمن وفعّال، مع التعامل بكفاءة مع التغيرات المستمرة في إنتاج الطاقة المتجددة.
ومن هذا المنطلق، طوّر الفريق البحثي محولًا إلكترونيًا عالي الكفاءة لرفع الجهد الكهربائي الناتج عن الألواح الشمسية وتنظيمه، إلى جانب وحدة شحن ثنائية الاتجاه تُتيح شحن بطاريات المركبات وإعادة ضخ الطاقة المخزنة إلى الشبكة أو وحدات التخزين عند الحاجة.
كما اعتمدت المنظومة على تقنيات تحكم متقدمة للحفاظ على استقرار الجهد الكهربائي وتقليل التذبذبات خلال عمليات الشحن، وهو ما يُسهم في تحسين الأداء التشغيلي للمحطة وإطالة العمر الافتراضي للبطاريات.
وأظهرت نتائج المحاكاة الحاسوبية والتجارب العملية نجاح النظام في تحقيق كفاءة تراوحت بين 95% و96% خلال عمليات شحن المركبات الكهربائية، مع الحفاظ على استقرار الجهد الكهربائي وتوفير شحن سريع وآمن للمركبات.
كما أثبتت المنظومة قدرتها على مواصلة العمل بالاعتماد على الطاقة الشمسية ووحدات التخزين حتى في حالات ضعف التغذية أو انقطاعها من الشبكة الكهربائية التقليدية.
تعزيز النقل المستدام
تبرز أهمية الدراسة في دعم التوجهات العالمية نحو النقل المستدام وتقليل الانبعاثات الكربونية، فضلًا عن تعزيز دمج الطاقة الشمسية في تطبيقات التنقل الكهربائي.
كما تمهد نتائج البحث الطريق أمام إنشاء محطات شحن المركبات الكهربائية ذاتية التغذية بالطاقة النظيفة، والقادرة على دعم شبكات الكهرباء الوطنية وتحسين موثوقيتها.
وأوضح التهامي -في تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة- أن هذا التطور البحثي يؤكد أن الجمع بين الطاقة الشمسية وتقنيات الشحن الذكي قد يمثّل أحد المسارات الرئيسة لتطوير مستقبل شحن السيارات الكهربائية، بما يُسهم في بناء مدن أكثر استدامة ومرونة خلال الأعوام المقبلة.
يُذكر أن الدراسة جاءت ثمرة تعاون بحثي بين باحثين من مصر والكويت والهند، في إطار الجهود الدولية الرامية إلى تطوير حلول مبتكرة تدعم التحول نحو أنظمة طاقة أكثر استدامة، وتُسهم في تسريع انتشار السيارات الكهربائية والبنية التحتية المرتبطة بها.
موضوعات متعلقة..
- محطات شحن السيارات الكهربائية في مصر.. حل مبتكر لعدالة التوزيع
- شحن السيارات الكهربائية في 5 دقائق.. تقنية مبتكرة
- عدد أجهزة شحن السيارات الكهربائية العامة يتجاوز 7 ملايين.. وهذه خرائط الانتشار
اقرأ أيضًا..
- الغاز النيجيري بين الجزائر والمغرب.. احذروا ولا تنخدعوا (مقال)
- ملف خاص عن أسواق الغاز المسال العربية والعالمية
- تقارير دورية وتغطيات لوحدة أبحاث الطاقة
