أولاً، عليك معرفة ما يلي:

في بداية هذا العام، أعلنت شركة StoreDot لبطاريات الليثيوم أيون أنها تستطيع إنتاج كميات كبيرة من بطاريات السيارات الكهربائية التي يمكن شحنها بالكامل خلال خمس دقائق فقط - وهو نفس الوقت الذي يستغرقه ملء خزان الوقود العايد بالوقود الأحفوري. إذن، هل يمكن أن تكون خاصية الشحن السريع للبطاريات هي نقطة التحول اللازمة للانتقال إلى مستوى عالٍ من الجودة في صناعة النقل؟

قد يكون من الصعب فهم سرعات شحن السيارات الكهربائية، حيث تعلن بعض أحدث الإصدارات عن معدلات شحن تزيد عن 900 ميل في الساعة، ولكن متوسط المعدل عادة ما يكون حوالي نصف ذلك عند شحن بطارية من 10% إلى 80%. أيضًا، يتقيد معدل الشحن بالشاحن نفسه؛ فعلى سبيل المثال المملكة المتحدة لديها عدد قليل مما يسمى بأجهزة الشحن "فائقة السرعة" القادرة على شحن أكثر من 100 كيلوواط.

هل يمكن للبطارية العادية تحقيق الغرض والتنقل إلى حيث تريد في يوم واحد؟

يقود معظم الناس في أوروبا أقل من 50 ميلاً في اليوم، ويقود متوسط الناس في الولايات المتحدة حوالي 29 ميلاً في اليوم. فيمكنك قيادة السيارات الكهربائية لأكثر من 200 ميل بشحنة واحدة، وأن حاجة الشخص العادي للشحن لن تزيد عن مره أو مرتين كحد أقصى في الأسبوع.

أما في المملكة المتحدة، يتوفر لدى ستون بالمائة أو نحو ذلك من الأسر مواقف سيارات بعيدة عن الشارع، والتي تمكنهم من شحن سياراتهم بشكل أسرع. في المقابل، هناك خيارات أخرى لأولئك الذين لا يستطيعون أو لايملكون وسائل شحن في المنزل أو بالقرب منهم، فيمكنهم الشحن عن طريق المحطات القريبة من مكان العمل، أو مراكز التسوق المحلية. يمكنك الذهاب في رحلة بالسيارة حول أرجاء المملكة المتحدة كاملة، وقد تحتاج فقط إلى استراحة للشحن ما بين 30 إلى 40 دقيقة كل ساعتين إلى ثلاث ساعات.

هل تعتبر ميزة الشحن فائق السرعة مقنعة لامتلاك السيارات الكهربائية؟

يمكن أن تغير خاصية الشحن السريع الأفكار المتصورة لدى العديد من السائقين وتجعل اعتماد السيارة الكهربائية خياراً أبسط لمن لا تتوفر لديهم إمكانية الشحن المنزلي. كما أنه أكثر ملاءمة للأشخاص الذين يرغبون في القيام برحلات أطول دون الحاجة لأخذ استراحات طويلة لغرض الشحن.

نحتاج أيضًا للنظر إلى الطلب المتزايد على محطات الشحن. ونظرًا لقلة عدد الأشخاص الذين يمتلكون سيارات كهربائية في الوقت الحالي، فمن السهل إلى حد ما العثور على أجهزة شحن متاحة، ولكن من المحتمل أن يتغير ذلك مع مرور الوقت. وهذا ما يحدث مع سائقي سيارات تسلا (Tesla) حيث يقضون ساعات في انتظار أجهزة الشحن في بعض الأحيان. فهل ستظهر تحديات مشابهة عند انتشار هذه السيارات كما يحدث لسائقي تسلا الآن؟

يمكن أن يساعد الشحن السريع في حل هذه المشكلة عن طريق تقليل عدد نقاط الشحن السريع في محطات الخدمة بفارق 10 والتي تمكن الأشخاص من التنقل خلالها بسرعة أكبر. كما يمكن أن يساعد ذلك أيضاً في توفير تكاليف بناء نقاط الشحن السريع، حيث أن تكلفة الأجهزة فقط تصل إلى عشرات الآلاف من الدولارات.

هل تدعم بنيتنا التحتية الحالية خاصية الشحن فائق السرعة؟

تشير خطط StoreDot إلى إضافة 300 ميل من سعتها في خمس دقائق إلى معدلات الشحن التي تتطلب 1 ميغا واط - وهي أسرع بثلاثة أضعاف من سرعة أجهزة الشحن المتاحة اليوم. يعد هذا طلبًا كبيرًا على الطاقة، لذا فمن غير المرجح أن تجد مثل هذه الشواحن في زاوية كل شارع أو محطة وقود لعدم وجود هياكل أساسية للمحطات الفرعية والكابلات الضرورية.

قد يكون هناك صعوبة أخرى وهي أن السيارات الكهربائية لديها القدرة على تحمل الشبكات المحلية، وأن الزيادات المفاجئة في الطلب قد ينتج عنها أضرار ومشاكل في مولدات الطاقة. أما عندما يتم شحن السيارات في الغالب أثناء الليل أو على أجهزة شحن منخفضة السرعة خلال فترة النهار كما يحدث حاليًا، سيكون من السهل نسبيًا إدارة هذه المشاكل.

ولكن إذا كان الشحن فائق السرعة يحفز السائقين على شحن سياراتهم عند ذهابهم للعمل والعودة منه، فإن الطلب سيرتفع على الطاقة وسيصادف فترات الذروة الحالية. وبما أن الطاقة المتجددة المتقطعة من الرياح والطاقة الشمسية أصبحت أكثر استخداماً، فقد يتسبب ذلك إلى حدوث خلل وأعطال كبيرة لمشغلي نظام الشبكة؛ حيث لا يمكن لأحد التحكم في أوقات هبوب الرياح وشروق الشمس.  

كما هو الحال، يُنظر إلى السيارات الكهربائية على أنها وسيلة محتملة لإدارة تقطع الرياح والطاقة الشمسية وتقلبهما من خلال عملية شحن محكوم أو من خلال السيارة إلى الشبكة حيث يمكن لبطاريات السيارات إعادة الطاقة إلى الشبكة في أوقات التوليد المنخفض. لذلك، بدلاً من نطاق الشحن المنحصر على المنزل والعمل، يمكن اعتماد الشحن السريع على نطاق واسع والذي من شأنه أن يقلل من فرصة إنتاج هذا النوع من إدارة النظام.

متى ستتوفر بطاريات الشحن فائق السرعة على الطريق؟

لا نعرف حتى الآن متى ستكون هذه البطاريات متاحة للبيع، ولكن من المحتمل ألا تتوفر قريبًا.

لا يزال مصنعو البطاريات يكتشفون ما إذا كان من الممكن صناعتها بمستويات عالية من الأمان وبتكلفة أقل بحيث لا تشكل خطراً يهدد السلامة العامة، وأن تتميز أيضاً على الأقل بأداء طويل الأجل. لذا فإن هذا الأمر يحتاج إلى وقت أطول وإجراء اختبارات حقيقية على أرض الواقع لإثبات إمكانية هذا الاختراع.

في غضون ذلك، يتم تطوير المزيد من الكيمياء التقليدية، وكذلك تحاول العديد من الشركات المصنعة صناعة هياكل بطاريات ذات جهد أكبر والتي تمكننا من الشحن بسرعة أعلى. فعلى سبيل المثال، يمكن لطراز " كيا/ هيونداي" (Hyundai / Kia) الجديدة التي تم إطلاقها هذا العام أنها تشحن من 10% إلى 80% (أي أكثر من 200 ميل) في 18 دقيقة فقط في أجهزة الشحن الحالية بقدرة 350 كيلوواط.

قد يكون كل ما نحتاجه بالفعل هو الحصول على شحن كافٍ لقيادة السيارة لمدة لا تقل عن ثلاث ساعات وهو نفس الوقت الذي يستغرقه شرب فنجان من القهوة.

المصدر: 

https://ideas.ted.com/rapid-charging-car-batteries-help-transition-to-electric-vehicles-ev/