أثر المركبات المستقلة التخطيط لتوزيع الطاقة في المستقبل

(ب) إعادة تشكيل مستقبل النقل، وبإرشاد النظام الإيكولوجي للطاقة، حيث تنتقل أساطيل السيارات ذات القيادة الذاتية والشاحنات والمكوكات من المشاريع الرائدة إلى تعميم عملية التبني، يجب على مخططي توزيع الطاقة أن يعيدوا التفكير في كيفية توليد الكهرباء ونقلها واستهلاكها، وتستكشف هذه المادة التأثير المتعدد الأوجه للمركبات المضادة للمركبات على التخطيط لتوزيع الطاقة، بما يشمل التغيرات في أنماط الاستهلاك، ومتطلبات الهياكل الأساسية.

Understanding Autonomous Vehicles and Their Energy Appetite

السيارات المستقلة تعتمد على مجموعة من التكنولوجيات المتقدمة - الليدار والرادار والكاميرات والجهاز الاصطناعي والذكاء الصناعي - لادراك بيئتها واتخاذ قرارات القيادة بدون تدخل بشري، ولئن كان الوعد الأساسي للمركبات المضادة للمركبات أكثر أمانا وأكثر كفاءة، فإن آثارها على الطاقة تختلف اختلافا كبيرا عن آثار المركبات التقليدية، ومن المتوقع أن تكون معظم المركبات ذات القدرة الارتفاعية، التي تحول الطلب على الطاقة من الوقود السائل إلى الشبكة الكهربائية.

How AVs Consume Energy

وبالإضافة إلى الدفع، تتطلب النظم المستقلة ذاتياً قدرة مستمرة على التصور والتمركز واتخاذ القرارات، وهذا الحمل الإضافي، وإن كان صغيراً مقارنة بالمحرك، فإنه يضيف إلى ملايين المركبات، وتشير الدراسات التي تجريها إدارة الطاقة التابعة لـ U.S.() إلى أن الطاقة الإضافية اللازمة للاستقلال الذاتي يمكن أن تزيد من استهلاك الطاقة الكلية للمركبات بنسبة تتراوح بين 10 و30 في المائة، حسب مستوى التوقعات الدقيقة المتعلقة بالطلب الآلي وفهم.

The Shift from Fossil Fuels to Electricity

ويعني تقارب الاستقلال الذاتي مع الكهربة أن الأساطيل الكهربية ستتم تأجيجها إلى الشبكة أكثر من أي وقت مضى، مما يتيح فرصاً ومخاطر على حد سواء: انخفاض انبعاثات غازات الدفيئة إذا استخدمت الطاقة المتجددة، ولكن أيضاً تركز على ارتفاع الطلب على الكهرباء بالقرب من مستودعات، ومحاور شحن، ومراكز حضرية، ويجب أن يُحسب مخططو التوزيع لهذه الصورة الجديدة المتغيرة جداً للحمولة.

العوامل الرئيسية التي تشكل أنماط استهلاك الطاقة

وستؤثر المركبات المستقلة على استهلاك الطاقة بثلاث طرق رئيسية: كفاءة القيادة، والتنقل المشترك، والقرصنة الكهربائية نفسها.

الكفاءة في التلقيم

ويمكن للمتطوعين الاتصال ببعضهم البعض وبهياكل أساسية للحفاظ على السرعة القصوى، والحد من التفاخر والتسريع غير الضروريين، واختيار طرق أقل اكتظاظا، ويمكن أن تؤدي هذه الإمكانات " المحركة " إلى خفض استخدام الطاقة لكل ميل بنسبة ١٥ إلى ٢٠ في المائة مقارنة بالسائقين البشريين، وفقا لمحاكاة من [التصميم FLT:0]] الوكالة الدولية للطاقة ]الفياجين: فلوريت[.

التنقل المتقاسم وحجم أسطول الطاقة المخفض

ويمكن أن تؤدي خدمات السحب والتقاسم على السيارات التي تتحكم فيها المركبات المستقلة إلى خفض العدد الإجمالي للمركبات على الطريق، ويمكن أن يحل موقع المركبات المتجهة إلى المركبات الواحدة محل 10 سيارات مملوكة للقطاع الخاص، مما يقلل الطلب العام على الطاقة فيما يتعلق بصنع المركبات وتشغيلها اليومي، ومع ذلك فإن ارتفاع استخدام المركبات الواحدة في المركبات يعني أن كل مركبة تمر على بعد أميال، مما يتحول استهلاك الطاقة من مركبات مستعملة على نحو أقل كثافة، ويؤثر هذا التركيز على عدد المركبات التي تقل عن الحد الأقصى من ساعات العودة.

طلبات اعتماد المركبات الكهربائية وشحنها

وهناك العديد من نماذج المركبات المستقلة ذاتياً هي كهرباء، وكافة المطورين الرئيسيين للمركبات (وايمو وكروز وتيسلا وما إلى ذلك) قد التزموا بالاسطولات الكهربائية، ويضيف كهرباء الحركة عبئاً جديداً هائلاً على الشبكة، كما أن أسطولاً يبلغ 000 100 من المركبات الكهربائية المزودة ببطارية 100 كيلوواط، يمثل قدرة يومية على تحمل الطلب يعادل مدينة صغيرة، وبدون تخطيط دقيق، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تداخل بين عمليات التوزيع المحلي.

الآثار المترتبة على البنية التحتية لتوزيع الطاقة

ويجب أن يتطور التخطيط لتوزيع الطاقة بحيث يستوعب الخصائص الفريدة لأساطيل المركبات الكهربائية المستقلة، وتفصل الأقسام الفرعية التالية مجالات التأثير الأساسية.

القدرة على العمل والارتقاء

ويتطلب ارتفاع الطلب على الكهرباء من رسوم المركبات الفضائية استثماراً كبيراً في القدرة على الشبكات، ويجب على مرافق التوزيع أن تقيِّم سيناريوهات تحميل الذروة: إذا عاد أسطول كبير من المركبات المضادة للمركبات إلى مستودع في وقت واحد بعد مرحل المساء، فإن سحب الطاقة الناتج عن ذلك يمكن أن يتجاوز القدرة المحلية، فتحسين المحولات والمغذيات والبدلات الفرعية باهظة التكلفة ومستهلكة للوقت، ويمكن للمخططين استخدام البيانات من شركات تشغيل الأسطولات في المستقبل لنموذج الطلب العالي وترتيبات.

Smart Charging and Load Balancing

ومن أقوى الأدوات لمخططي التوزيع فرض رسوم ذكية - القدرة على التحكم في الوقت والكمية السريعة لشحن المركبات - مع استخدام الخوارزميات الذكية، يمكن لشركات المرافق تحويل شحن الحمولات إلى ساعات غير مباشرة، وتهدئة منحنى الطلب، وتفادي تحميل الشبكة، ويمكن للهياكل الأساسية المتقدمة للتدفئة والاتصالات في الوقت الحقيقي بين المركبات المضادة للمركبات والشبكة أن تمكن من الجمع بين فترات تسعير الكربون والسيطرة الدينامية.

دمج مصادر الطاقة المتجددة

The adoption of electric AVs provides a natural synergies with renewable energy. Solar and wind power are changing, and flexible EV charging can serve as a massive demand-side resource to absorb excess generation. Distribution planners should consider co-locating charging hubs with renewable energy installations or developing virtual power plants that leverage fleet batteries for storage. The National Renewable Energy Laboratory[FLT1]