[ad_1]
يتم التخلص التدريجي من مركبات البنزين والديزل على مستوى العالم واستبدالها بالسيارات الكهربائية حتى تتمكن البلدان من تلبية التزاماتها تجاه انبعاثات الكربون التي تسببت في الإنسان بحلول عام 2050. لكن بطاريات السيارات الكهربائية تسير بسرعة وتستغرق وقتًا طويلاً لإعادة الشحن. أحد الحلول هو أنظمة تبديل البطارية ، حيث يمكن تبديل البطاريات المستنفدة للبطاريات المشحونة بالكامل ، مما يعيد سائقي السيارات الكهربائية على الطريق بشكل أسرع مما كان سيأخذها لملء البنزين. Lumbumba Taty-Etienne Nyamayoka هو باحث ومرشح الدكتوراه في مجموعة أبحاث تكنولوجيا الطاقة الكهربائية المستقبلية بجامعة Witwatersrand. نظر بحثه إلى أفضل طريقة لإنشاء أنظمة تبادل البطارية مدعومة بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
ما هي حدود بطاريات المركبات الكهربائية؟
تحتوي بطاريات المركبات الكهربائية على نطاق قيادة محدود ، اعتمادًا على نوع السيارة وسعة البطارية وظروف الاستخدام. وقت الشحن الخاص بهم بطيء للغاية – عدة ساعات يجب شحنها في المنزل وأطول في محطة شحن عامة مما يتطلبه التزود بالوقود في سيارة تقليدية. أيضا ، فإن محطات شحن المركبات الكهربائية في جنوب إفريقيا ليست منتشرة على نطاق واسع مثل محطات البنزين.
يتناقص أداء البطارية أيضًا مع تقدم العمر والاستخدام. هذا يعني أن المركبات لا يمكنها السفر إلى ما يصل إلى 500 كيلومتر على شحنة واحدة ، حيث يمكنها مع بطارية جديدة ، أو الوصول إلى سرعات سريعة. كلما كانت البطارية أقدم ، كلما استغرق شحنها. تتأثر البطاريات أيضًا بالحرارة الشديدة أو البرد. أنظمة الإدارة الحرارية التي تحمي من هذا باهظة الثمن.
اقرأ المزيد: السيارات الكهربائية: يمكن أن تكون البطاريات القابلة للتبديل هي السبيل لإحياء المبيعات المتقدمة
بطاريات المركبات الكهربائية باهظة الثمن. في جنوب إفريقيا ، يمكن أن تتكلف ما بين 100000 و 400000 راند (5،630 دولارًا أمريكيًا إلى 22،523 دولارًا أمريكيًا) ، في حين أن بطاريات سيارات البنزين قد تكلف أقل من 3500 دولار أمريكي (197 دولارًا أمريكيًا). الأسعار انخفضت ولكن التكاليف المرتفعة لا تزال غير مهذبة.
أخيرًا ، تزن حزمة بطارية المركبات الكهربائية 454 كجم وتتناول ما بين 100 لتر و 200 لتر من المساحة في السيارة ، اعتمادًا على الطراز. هذه مشكلة للسيارات الأصغر.
كيف يمكن أن تساعد محطات تبديل بطارية السيارات الكهربائية؟
بدلاً من التوقف في رحلة طويلة لقضاء ساعات في شحن بطارية سيارتهم ، لا يحتاج السائقون إلى زيادة إلى محطة التبادل والحصول على بطارية جديدة فقط. هذا سريع وسهل للغاية ، خاصة بالنسبة للدراجات النارية للتسليم والشاحنات أو الحافلات أو سيارات الأجرة التي يجب أن تكون على الطريق طوال اليوم. (تحتاج محطات تبديل البطارية إلى الحفاظ على أنواع متعددة وأعمار من البطاريات حتى يتمكن سائقي السيارات من تبديل البطاريات لتلك من نفس العمر والجودة.)
تساعد محطات تبديل البطارية أيضًا أصحاب السيارات الكهربائية لأنها لا تستخدم طرق الشحن السريعة التي تولد حرارة عالية وتضع إجهادًا على البطارية. بدلاً من ذلك ، تتقاضى المحطات بطاريات السيارة الكهربائية ببطء ، خارج الموقع. هذا يمتد عمر البطارية.
اقرأ المزيد: السيارات الكهربائية في إفريقيا: ما هو مطلوب لتنمية القطاع
تم إنشاء بعض محطات تبادل البطاريات بالفعل في إفريقيا – خاصةً للدراجات النارية الكهربائية – في كينيا وأوغندا ورواندا ونيجيريا وجنوب إفريقيا ، لكنها موجودة بأعداد أكبر في الصين والولايات المتحدة وتايوان.
في الواقع ، يمكن أن تساعد محطات تبديل البطاريات سوق السيارات الكهربائية على النمو من خلال منح الناس ثقة في أنهم سيكونون قادرين دائمًا على شحن سيارة كهربائية إذا اشتروا سيارة.
أين تأتي الرياح والطاقة الشمسية؟
يجب أن تكون محطات تبادل البطاريات مدعومة بأنظمة الطاقة المتجددة للرياح والطاقة الشمسية بحيث لا يقوم سائقو السيارات بشحن السيارات الكهربائية الصديقة للبيئة مع الكهرباء التي تنتجها الفحم. ما يزيد قليلاً عن 74 ٪ من الكهرباء في جنوب إفريقيا يتم إنشاؤها حاليًا عن طريق حرق الفحم.
وجد بحثي أن نظام الطاقة المتجدد يتكون من 64 توربينات الرياح و 402 ألواحًا من الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكن أن تعمل على تشغيل محطة مبادلة بحجم معتدل – والتي تحل محل ما يقرب من 50 إلى 200 بطارية كهربائية يوميًا.
لوضع واحد من هذه التكاليف UP أقل بقليل من مليون راند (112،000 دولار أمريكي). في دراسة الحالة الخاصة بي ، يغطي هذا المبلغ تكلفة دورة الحياة الإجمالية. ويشمل ذلك استثمار رأس المال الأولي ، والتركيب ، والتشغيل والصيانة ، وتكاليف الاستبدال على مدى عمر النظام من 20 إلى 25 سنة. ستكلف محطات تبديل البطارية بأحجام مختلفة مبلغًا مختلفًا.
اقرأ المزيد: دراجات بودا بودا في أوغندا هي ملوثون قاتلون: نماذج دراسة كيف يمكن أن تنقذ النزول الكهربائي الأرواح
يمكن استرداد هذه التكاليف من قبل المستثمرين في غضون خمس سنوات ونصف ، استنادًا إلى توفير الطاقة المتوقعة والإيرادات التشغيلية من 50 إلى 200 مقايضة يوميًا. بعد فترة الاسترداد ، سيحقق النظام ربحًا من خلال وفورات في التكاليف المستمرة على الكهرباء ، والإيرادات من مستخدمي المركبات الكهربائية ، ومن خلال كسب الأموال من تغذية الكهرباء في الشبكة.
محطات تبديل البطارية الهجينة للبطاريات المصنوعة من الرياح مع أنظمة تخزين البطارية لتخزين الطاقة التي تم إنشاؤها تقنيًا واقتصاديًا.
قليل من الناس يقودون السيارات الكهربائية في جنوب إفريقيا. هل نحتاج حقًا إلى محطات تبادل البطارية؟
تعد محطات تبديل بطارية المركبات الكهربائية ضرورية من منظور تطوير البنية التحتية المبكر وتطوير البنية التحتية. لا يزال امتصاص المركبات الكهربائية ينمو ، لكنه يكتسب زخماً في نيجيريا وكينيا وجنوب إفريقيا.
على سبيل المثال ، بدأت الشركات الكبرى في جنوب إفريقيا وشركات النقل بالشاحنات في تحويل أساطيل الشاحنات إلى Electric.
اقرأ المزيد: أصبح الشحن ، وليس النطاق ، مصدر قلق كبير لسائقي السيارات الكهربائية
يساهم العدد الكبير من سيارات الأجرة والحافلات على طرق جنوب إفريقيا بشكل كبير في تلوث الهواء الحضري ، وخاصة في المناطق المكتظة بالسكان. إذا بدأ هذا السوق في استخدام السيارات الكهربائية ، فستحتاج إلى محطات تبديل البطارية للبقاء على الطريق طوال اليوم.
من خلال البدء الآن ، يمكن لجنوب إفريقيا بناء نظامها الإيكولوجي للسيارات الكهربائية بحيث يصطف مع أهداف الطاقة في البلاد – دون الإفراط في موارد في وقت مبكر جدًا ، ولكن من خلال التأكد من استعداده عندما يتسارع الطلب.
اشترك في النشرات الإخبارية المجانية Allafrica
احصل على الأحدث في الأخبار الأفريقية التي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك
نجاح!
انتهى تقريبا …
نحن بحاجة إلى تأكيد عنوان بريدك الإلكتروني.
لإكمال العملية ، يرجى اتباع الإرشادات الموجودة في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه لك للتو.
خطأ!
كانت هناك مشكلة في معالجة تقديمك. يرجى المحاولة مرة أخرى لاحقًا.
ما الذي يجب أن يحدث بعد ذلك؟
يجب بناء مشروع مظاهرة من 64 توربينات الرياح و 402 لوحة شمسية. يجب اختبار ذلك على مدار فترات مختلفة حتى نتمكن من معرفة كيفية أداء نظام تخزين البطارية الذي يعمل بالطاقة الشمسية في ظروف الطقس المختلفة.
يجب على الحكومة أيضًا القيام ببعض التوقعات المستقبلية لتكاليف قطع غيار نظام تخزين البطارية ، وعمرها ، والتعريفات التي قد تجعلها أكثر تكلفة. ستساعد هذه البيانات في توجيه المستثمرين.
اقرأ المزيد: هل ينمو تخزين الطاقة في المملكة المتحدة بسرعة كافية؟
هناك حاجة إلى تقنيات التنبؤ المتقدمة (مثل التعلم الآلي أو نماذج السلسلة الزمنية) للتنبؤ بالطلب على الحمل والتوليد المتجدد. يمكن استخدام هذا لتحسين النموذج.
يجب تطوير السياسات لمعرفة كيف يمكن استخدام الائتمانات الضريبية والإعانات والائتمانات الكربونية لجعل العمل أرخص للأعمال لإعداد محطات تبديل البطارية.
اقرأ المزيد: لا تزال الوقود الأحفوري مدعومًا: يمكن أن تدفع G20 من أجل تحويل الأموال إلى طاقة أنظف
هناك حاجة أيضًا إلى اللوائح لتشجيع محطات شحن المركبات الكهربائية على أن تستند إلى طاقة هجينة للرياح والطاقة الشمسية المتجددة.
لا تحتاج أنظمة تبديل البطارية إلى طرحها على مستوى البلاد على الفور. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يركز النهج التدريجي على الأماكن التي يتركز فيها نشاط السيارة الكهربائية.
Lumbumba Taty-Etienne Nyamayoka ، باحث ومرشح الدكتوراه: مجموعة أبحاث تكنولوجيا الطاقة الكهربائية المستقبلية (School of Electrical and Information) ، جامعة Witwatersrand
[ad_2]
المصدر