Table of Contents
النمو السريع للمركبات الكهربائية وتأثيرها في الهياكل الأساسية للمتنزهات
وتتسارع عملية اعتماد المركبات الكهربائية بمعدل غير مسبوق، إذ تجاوزت مبيعات المركبات الإلكترونية العالمية 10 ملايين وحدة في عام 2022، وتتوقع الوكالة الدولية للطاقة أن يكون هناك أكثر من 200 مليون وحدة إي في الطريق في جميع أنحاء العالم، وأن تتجه هذه الزيادة إلى انخفاض تكاليف البطاريات، والحوافز الحكومية، وأنظمة الانبعاثات الأكثر صرامة، وتزايد الطلب الاستهلاكي على النقل المستدام، غير أن نجاح هذا المركز الانتقالي يعتمد بدرجة كبيرة على دعم مواقع تسويق المباني الحضرية.
أنواع محطات الشحن الإلكترونية والطلبات على الهياكل الأساسية الخاصة بها
ويعتبر فهم مختلف مستويات رسوم السيارات الإلكترونية أمراً أساسياً لمخططي مواقف السيارات، ويفرض كل مستوى احتياجات كهربائية ومكانية متميزة.
المستوى 1 الشحن (120V AC)
وتستخدم رسوم من المستوى الأول منافذ منزلية موحدة وتوفر حوالي ٤ إلى ٥ أميال من المدى في الساعة، وهي بطيئة، رخيصة للتركيب ويمكن أن تكون مفيدة في أماكن العمل أو في أماكن الإقامة التي تظل فيها السيارات لعدة ساعات، أما بالنسبة للبنية الأساسية للوقوف، فإن المستوى ١ لا يتطلب رفع مستوى كهربائي خاص يتجاوز المنافذ القياسية، ولكنه غير مناسب لاحتياجات الجمهور السريعة.
المستوى 2 الشحن (240V AC)
أما المستوى ٢ فهو أكثر الحلول شيوعا للشحنات العامة، حيث يبلغ طوله ١٢-٨٠ ميلا من المدى في الساعة حسب الشحن والمركبات، وتحتاج هذه الوحدات إلى دائرة مخصصة تبلغ ٢٤٠٥ في المائة ويمكن أن تصل إلى ٨٠ في المائة، ويجب أن تخصص أماكن للقارات للشحنات الخاصة بالقطع أو وحدة الجدار، وأن تكفل إقامة نظم سليمة لإدارة الحمولات، وكثيرا ما تستقر لتجنب تحميل مركز تحويل المواقع.
DC Fast Charging (DCFC)
ويمكن أن تضيف الشحنات السريعة في العاصمة )٥٠-٣٥٠ كيلوواط( ما يتراوح بين ١٠٠ و ٢٠٠ ميل من المدى في ٢٠-٣٠ دقيقة، وهي مصممة لتوقفات الاستراحة في الطرق السريعة، ومراكز الوقود، ومناطق وقوف السيارات المرتفعة، ويحتاج تركيبات مركز الاحتجاز في إطار نظام إدارة المركبات إلى هياكل أساسية كهربائية كبيرة: ثلاث مراحل، ومحولات للشبكة العالية القدرة، وغالبا ما تكون مواصفات مكرونة، وتكون البصمة بدرجة أكبر، وتوزعة للسيارات
التأثيرات الرئيسية على تخطيط الهياكل الأساسية في وقوف السيارات
ويعيد إدماج محطات الشحن تشكيل كل وجه من جوانب تصميم مواقف السيارات من التصميم إلى القدرة الكهربائية إلى خبرة المستعملين.
أماكن العمل واليهود
وتحتاج محطات الشحن إلى أماكن مخصصة لوقوف السيارات ذات أبعاد محددة لاستيعاب معدات الشحن والسماح لسائقين بالدخول، كما أن أنظمة مثل قانون الأمريكيين ذوي الإعاقة التي يمكن الوصول إليها في فرض رسوم على أماكن غير ممرحة، ويوصى العديد من المخططين بأماكن أوسع لوقوف السيارات (10-12 قدما) لمنع تعثر الحبل والسماح بدخول الأماكن الجانبية.
القدرة الكهربائية وإدارة القروض
فزيادة النظم الكهربائية هي في كثير من الأحيان الجزء الأغلى من إضافة رسوم على أساس الأشعة السينية، ويمكن لوحدة واحدة من وحدات لجنة مكافحة التصحر في الكبريت أن تسحب أكبر قدر من الطاقة كمنزل كامل، وبالنسبة لموقف سيارات بخمسين من مركبي المركبات من المستوى الثاني، فإن مجموع الحمولة قد يتجاوز ٥٠٠ كيلوواط، ويتطلب محولا جديدا وجهازا متطورا، كما أن نظم إدارة مواقع التعبئة الدينامية بين المشغلين على أساس الطلب الحقيقي، يمكن أن تقلل من حجما بنسبة ٣٠ إلى ٥٠ في المائة.
الموقع والتخطيط الحضري
كما أن التنسيب الاستراتيجي لمحطات الشحن أمر حاسم لتحقيق أقصى قدر من الاستخدام والحد من القلق، إذ أن المدن تدمج الآن نفقات الزوال في مناطق الشحن في متطلبات وقوف السيارات، وعلى سبيل المثال، فإن بعض البلديات تُلزم أماكن وقوف السيارات الجديدة بخفض النسبة المئوية للأماكن التي يُستخدم فيها نظام " إي في ريد " (مثل 10-20 في المائة)، ويجب على المخططين النظر في قرب الطرق الرئيسية والمناطق السكنية ومراكز التسوق.
إمكانية الوصول إلى المعلومات وخبرة المستعملين
ويحسن الوصول بسهولة إلى محطات الشحن رضا المستعملين ويشجع على اعتماد نظام تقييم الأداء، وينبغي للمخططين أن يضعوا مشغلي مواقع في مناطق مرئية ومرئية بالقرب من مداخل لتعزيز السلامة، ويجب أن تبين نظم تحديد المواقع وتحديد الطرق بوضوح تحديد أماكن الشحن، وينبغي أن تدعم نظم الدفع طرقا متعددة (بطاقة الاعتماد، التطبيق النقّال، محطة الاستقبال، وشبكة المعلومات الإدارية).
التحديات في تنفيذ رسوم السفر بالمركبات في مرافق وقوف السيارات
ورغم الفوائد، فإن عدة عقبات تعقّد إدماج الهياكل الأساسية للشحن.
تكاليف التركيب المرتفعة
ويمكن أن يكلف تركيب محطات شحن بالشحن آلافاً إلى عشرات الآلاف من الدولارات لكل وحدة، تبعاً لمستوى الطاقة والقدرة الكهربائية الحالية، ويمكن أن يتجاوز تركيب هذه المركبات 000 100 دولار عند إدراج الخنادق، والربط، والارتقاء بالمحولات، والسماح بذلك، وبالنسبة لمالكي المرآب، تعزيزاً ملموساً لدعم المعدات الثقيلة أو الخندق من خلال الهياكل القائمة، إضافة نفقات.
المساحة المحدودة في البيئات الحضرية
وفي المدن الكثيفة، تكون مواقف السيارات شحيحة ومكلفة، وكثيرا ما يعني إضافة محطات الشحن إلغاء أماكن الوقوف التقليدية أو إعادة تشكيل أماكن العمل، مما قد يؤدي إلى نزاعات مع نظم تراخيص وقوف السيارات القائمة، ويستلزم الحد الأدنى من مواقف السيارات، وأثاث الشوارع، كما أن الحلول المبتكرة مثل الرعايا تحت الأرض، أو الأسلحة الآلية التي تحمل رسوما على السيارات، أو مرآب السيارات المتعددة المستويات التي تستخدم في توجيه رسوم متكاملة تساعد على الحد الأدنى من البصمة.
Power Grid Strain
ويمكن أن تؤدي مجموعات موزعة من المحركات السريعة إلى إجهاد المحولات المحلية وتقلبات في الفولط، وبدون التخطيط المناسب، قد تحتاج شبكات الأحياء إلى تحسينات باهظة التكلفة، وتتزايد استخدام المرافق لشحنات ذكية أثناء ارتفاع الطلب وتفريغ الشحنات إلى فترات غنية، كما أن تكنولوجيا المركبات إلى الخضروات توفر إمكانية: يمكن للمصابين بالتوترات الإلكترونية أن يغذيوا الطاقة إلى الشبكة أثناء ارتفاع الطلب، وتقليص الإيرادات.
مستعملة في السلوك والشحن
ومن التحديات التي تنفرد بها مواقف السيارات التي تُستخدم في السيارات الإلكترونية، يمكن للسائقين أن يتركوا سيارات مثبتة بعد أن يتم توجيه التهم إليهم بالكامل، مما يعرقل الآخرين عن استخدام المحطة، بينما تقوم بعض مرافق وقوف السيارات بتنفيذ رسوم متقطعة (مثلاً، 0.50 دولار في الدقيقة التي تلي فترة سماح) لثنيها عن ذلك، بينما تستلزم شركات أخرى تحفظات من خلال أجهزة متنقلة، ويمكن للمخططين تصميم محطات تحمل علامات واضحة والحدود الزمنية المفروضة على دخول السيارات.
الحلول وأفضل الممارسات للتخطيط في متنزهات متطورة
وتعتمد المدن والمطورون الذين يُنظرون إلى المستقبل استراتيجيات للتصدي لهذه التحديات مع زيادة فوائد فرض رسوم على الغلاف الجوي إلى أقصى حد.
التنفيذ التدريجي والتعزيز المستقبلي
فبدلا من تركيب جميع المستأجرين في وقت واحد، تستخدم مشاريع كثيرة نهجا تدريجيا، حيث تُقيم قنوات للشحنات في المستقبل قدرة على تركيبها الكهربائية (وهي ممارسة تسمى " قراءتها " أو " قادرة على تحملها " )، وفي وقت لاحق، يمكن إضافة وحدات متنقلة بدون توقف كبير، مما يقلل من التكاليف الأولية ويتيح للمرفق أن يتسع نطاقها عند نمو الطلب.
إدارة الشحن الذكي وإدارة القروض
كما يمكن أن يوازنوا بين الحمولات المتعددة لمنع الرحلات التي تقطعها أجهزة التفكيك، ويمكن دمج هذه النظم في برامجيات إدارة مواقف السيارات التي تتعقب الشغل، وتعالج المدفوعات، وتوفر بيانات في الوقت الحقيقي عن توافر الكهرباء، ويجد العديد من أصحاب الممتلكات التجارية أن إدارة الحمولة تسمح لهم بتركيب الخدمات الكهربائية في نفس الوقت.
التكامل مع الطاقة المتجددة والخزن
ويمكن أن تسمح أجهزة التنظيف الشمسية في أماكن وقوف السيارات التي تستخدم فيها أجهزة تخزين البطاريات بتشغيل محطة شحن تعمل خارج الشبكة أو تقلل من رسوم الطلب القصوى، وقد أصبحت نظم التخزين الشمسية أكثر فعالية من حيث التكلفة، ولا سيما في المناطق المشمسة، وقد درست مختبر الطاقة المتجددة الوطني عدة مواقع تبين أن أجهزة قياس السيارات يمكن أن تولد 30 إلى 50 في المائة.
الشراكات بين القطاعين العام والخاص
ونظراً لارتفاع التكلفة، فإن العديد من شبكات الشحن الناجحة تنجم عن التعاون بين البلديات والمرافق والشركات الخاصة ومالكي الممتلكات، ويمكن للمشاريع المشتركة أن تتقاسم تكاليف التركيب والبيانات ومسؤوليات الصيانة، فعلى سبيل المثال، تصدر بعض المدن طلبات لتقديم اقتراحات إلى الشركات لتركيب وتشغيل مراكز للشحن في أماكن وقوف السيارات العامة دون تكلفة إلى المدينة، مع تقاسم الإيرادات من رسوم الشحن، مما يعجل النشر ويقلل من المخاطر العامة.
التوقعات المستقبلية: الابتكارات بشأن الأفق
وسيجلب العقد المقبل تكنولوجيات تزيد من إعادة تشكيل الهياكل الأساسية لوقوف السيارات وشحنها.
الشحن اللاسلكي والإرشادي
فبدون رسوم لاسلكية مثبتة في أماكن وقوف السيارات تزيل الكابلات وتخفض اللبس والدموع، وفي حين أن الكفاءة الحالية أقل قليلا من الحدوث، فإن التقدم في الانقلابات العتيقة تغلق الفجوة، فالمشاريع الرائدة في أوروبا وآسيا تجري اختبارا للشحن اللاسلكي في مخافر سيارات الأجرة وفي مستودعات الحافلات، وبالنسبة لمخططي السيارات، والربط اللاسلكي بالبنية الأساسية البسيطة:
الشحنات من طراز Ultra-Fast (350 كيلوواط +)
أما الشحنات ذات الدفعات العالية التي يمكن أن تضيف 200 ميل في غضون 10 دقائق، فهي توزع على الطرق الرئيسية، إذ أن سحب طاقتها يتراوح بين 350 و 500 كيلوواط تحتاج إلى وصلات قوية بالشبكة، وقد تحتاج مرافق وقوف السيارات بالقرب من الطرق السريعة إلى وحدات فرعية مخصصة، ومع ذلك، فإن فترات التأشير ستنخفض، وربما تتغير كيفية إدارة مدة وقوف السيارات ودورانها، وقد تحتاج المرافق إلى معالجة الكثافة العالية للكهرباء والسماح بتصف السريع للمركبات.
المسروقات المستقلة
وبالنسبة للمرآب الذي يوقف فيه السائقون أنفسهم، يمكن للآليين المستقلين الذين يشحنون السيارة أن يبحروا ليجدوا المركبة ويربطوا حزاما دون تدخل بشري، مما يقلل من الحاجة إلى أن ينسق السائقون تماما، ولا يسمح لهم بالشحن في أي مكان، فقط مع محطات مخصصة، وهناك شركات عديدة، مثل شركة فولكس واغن للكهرباء في أمريكا، وتختبر هذه النظم، مما قد يؤدي في نهاية المطاف إلى تآكل الهياكل الأساسية من حيثيات معينة.
Battery Swapping
ومع أن محطات تبديل البطاريات أقل شيوعاً، فإنها تسمح لسائقين بتبادل بطارية مستنفدة لمدة دقيقة كاملة، وهذا المفهوم يتطلب مجموعة مختلفة من مواضع مواقف السيارات مع معدات الرفع وتخزين البطاريات، ولكن يتجنب الاتصالات ذات الشبكة العالية، وقد نشرت المنظمة في الصين أكثر من 200 1 محطة مقايضة، وبالنسبة لمخططي مواقف السيارات، يمكن إدماج محطات التبديل في مراكز الخدمة القائمة أو في مرآب السيارات الكبيرة.
الاستنتاج: التخطيط المتكامل لمستقبل كهربائي
ومن شأن وضع محطات لشحن السيارات على مستوى سطح الأرض أن يكون عميقا، فمن تخصيص الأماكن والارتقاء بالكهرباء إلى التكامل الشبكي وتجربة المستعملين، يجب أن يتطور كل جانب من جوانب تصميم مواقف السيارات، ومن ثم فإن المتبنين الذين يتبنىون رسوما ذكية، والطاقة المتجددة، والتصميمات المرنة التي لا يمكن تحملها في المستقبل، سيكونون في أفضل وضع لتلبية متطلبات نظام النقل السريع للكهرباء، ومن خلال فهم العوامل التقنية والاقتصادية والسلوكية، فإن المخططين يمكن أن يخلق بيئة غير ملائمة.