دمج حلول تخزين الطاقة مع شحن المركبات الكهربائية: ما تحتاج إلى معرفته

نحن في باور قوة سحرية يعتقد البعض أن مستقبل النقل من مكان إلى آخر هو السيارات الكهربائية. أولاً، بعد كل شيء، هذه سيارة كهربائية سيبدأ المزيد والمزيد من الناس في استخدامها. كلما أصبح شحن هذه السيارات أسهل، كان ذلك أفضل. يعد تخزين الطاقة جزءًا مهمًا من ذلك. ما هو تخزين الطاقة وكيف يمكن أن يساعد في شحن السيارات الكهربائية؟ 

لماذا يعد تخزين الطاقة ضروريًا لدعم الشحن العام والمركبات الكهربائية؟ 

يتم ذلك عن طريق تخزين الطاقة عند إنشائها، ثم استخدامها لفترة لا توجد فيها. وهذا مهم للغاية للعديد من التطبيقات لأنه عندما تجمع بين تخزين الطاقة وشحن المركبات الكهربائية مثل محطة شحن محمولة. 

إن السيارات الكهربائية قد تستهلك قدراً كبيراً من الكهرباء، وتتطلب قدراً أكبر من الطاقة (من أي مصدر) لإعادة شحنها أثناء توقفها. ويصبح الأمر أكثر تعقيداً عندما نأخذ في الاعتبار اتجاهات ذروة الطلب ــ كما في المساء عندما يعود العديد من الناس إلى منازلهم ويبدأون في شحن سياراتهم الكهربائية في نفس الوقت. وكلما كان نظام الطاقة متوازناً بشكل أفضل، مثل التخزين، كان ذلك أفضل للجميع. فعندما تكون الطاقة غير مرغوب فيها، فإننا نوفر القليل من الطاقة الإضافية، ثم عندما يريد الجميع شحن سياراتهم الكهربائية، فإننا نعيدها. وهذا يضمن تدفق الكهرباء الحالي لمنع أي نقص. 

وهذا لا يجعل من الممكن تشغيل شبكة الطاقة بأكملها بسهولة فحسب، بل إنه قد يوفر المال أيضًا لأصحاب المركبات الكهربائية. على سبيل المثال، تقدر بعض الولايات القضائية الكهرباء في أوقات مختلفة من اليوم - مثل خلال ساعات الذروة حيث يتم استهلاك قدر أقل من الكهرباء على مستوى السكان - بتكلفة أقل من غيرها. ومن الفوائد الثانوية لهذا أن تكاليف الكهرباء أرخص أيضًا في أوقات معينة من اليوم، وبالتالي يمكن لأصحاب المركبات الكهربائية تخزين الطاقة وشحن السيارة وفقًا لذلك من أجل توفير المال بشكل عام في فواتير الكهرباء الخاصة بهم على المدى الطويل.  

كيف يعمل تخزين الطاقة على تسريع شحن السيارات الكهربائية

هناك فائدة أخرى رائعة لتخزين الطاقة: فهي قادرة على تسريع عملية شحن السيارات الكهربائية. وبصورة عامة، تستهلك السيارة الكهربائية كمية هائلة من الطاقة في فترة قصيرة للغاية أثناء شحنها. ومتطلبات الطاقة مثل هذه كافية بالفعل لإرهاق نظام الطاقة لأنها تطيل أوقات شحن السيارة. 

يمكن تحقيق ذلك بسهولة أكبر إذا تمكنا من الحفاظ على الطاقة الداخلة والخارجة؛ فلا توجد عمليات ذات طاقة عالية ثم منخفضة تدخل وتخرج من الوحدة. وهذا مفيد أيضًا للشحن السريع للسيارات الكهربائية مثل محطة شحن بنك الطاقة، حيث يقلل ذلك من وقت الشحن وبالتالي سيكون أكثر كفاءة. ومن الناحية الأساسية، سيضمن هذا تجربة شحن أكثر سلاسة لمستخدمي المركبات الكهربائية والاستفادة بشكل أفضل من الشبكة، من خلال توفير تدفق متساوٍ للطاقة.  

تخزين الطاقة لشحن المركبات الكهربائية

في الواقع، يبدو إضافة تخزين الطاقة إلى شحن المركبات الكهربائية أمرًا رائعًا من حيث المبدأ، ولكن هناك العديد من التحذيرات التي يجب مراعاتها. ولكن هناك سؤال كبير يجب طرحه هنا - ما هو حجم نظام تخزين الطاقة الذي يجب أن يكون عليه. يجب أن تكون العقدة كبيرة، لتخزين عشرات ميغاواط / ساعة من الطاقة اللازمة لتجديد آلاف المركبات الكهربائية، ولكن ليس كبيرًا لدرجة أنه لا يمكن نشرها بشكل فعال من حيث التكلفة. 

وهناك جانب آخر ينبغي لنا أن نتأمله وهو الجينات التي تحكم تكنولوجيا تخزين الطاقة المستخدمة. فهناك البطاريات التقليدية؛ ثم هناك تكنولوجيات جديدة مثل بطاريات التدفق وخلايا الوقود الهيدروجينية. وفي حين أن الأنواع الأخرى من تخزين الطاقة لها مزاياها وعيوبها الخاصة، فإن هذا يعتمد على التكلفة والفعالية والتأثيرات البيئية. 

أفكار حول مستقبل تخزين الطاقة

الواقع أن ابتكار مواد جديدة للبطاريات يمثل خطوة مثيرة حقاً. ولكن التحدي الذي يواجه هؤلاء الباحثين يتلخص في ابتكار بطاريات ليست أنحف وأخف وزناً فحسب، بل أقوى أيضاً من تلك المعروضة للبيع اليوم. وقد ردد ويليامز هذه الأفكار في صحيفة واشنطن بوست: "قد يكون هذا النوع الجديد من البطاريات تحولاً حقيقياً في الطريقة التي نخزن بها الطاقة للأجهزة وشبكة الطاقة. 

هناك مجموعة متنوعة من تقنيات تخزين الطاقة في هذه الحقيبة الأخرى من الأفكار والابتكارات الجديدة. على سبيل المثال، تستخدم البطارية التدفقية محاليل سائلة لتخزين الطاقة على عكس البطارية الصلبة التي تخزن الطاقة الكيميائية في أحجام ثابتة. ونحن نعتبر خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين بمثابة اعتبار "حقيقي" لإنتاج الكهرباء، مع بخار الماء فقط كمنتج ثانوي ـ ولكن لا شيء من هذا يبدو مهيباً ومثيراً للدهشة كما هو الحال الآن. 

المستقبل: تخزين الطاقة وشحن السيارات الكهربائية

كل هذا يضيف إلى تخزين الطاقة مع شحن السيارة الكهربائية أو تخزين الطاقة التجارية والصناعية إن التكامل يصبح شيئاً أعظم كثيراً بالنسبة لعالم التنقل. ويمكن إضفاء الطابع الديمقراطي على كهربة وسائل النقل الشخصية، حتى يتمكن جميع الناس من تجربتها والاستفادة منها، من خلال الحفاظ على توازن الشبكة وتوفير تكامل متناغم أكثر كفاءة من حيث الوقت أثناء الشحن. كما أن لديها القدرة على جعل عالمنا أكثر نظافة واستدامة لنا جميعاً.