به گزارش تجارت نیوز، در دنیای امروز، با افزایش نگرانی‌ها درباره آلودگی هوا و تغییرات اقلیمی، استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی (EV) به‌سرعت در حال گسترش است. با این حال، یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های رانندگان این خودروها، مسئله‌ای به نام “اضطراب بُرد” (Range Anxiety) است. این اضطراب ناشی از ترس از تمام شدن شارژ باتری در مکانی دور از ایستگاه‌های شارژ است، درست مثل نگرانی راننده‌های خودروهای بنزینی وقتی بنزینشان در جایی دور از پمپ بنزین تمام می‌شود.
بر اساس پیش‌بینی‌ها، تا سال 2030، فروش سالانه خودروهای برقی به حدود 7.2 میلیون دستگاه خواهد رسید. اما آیا زیرساخت‌های فعلی شارژ، برای این حجم از خودروهای الکتریکی کافی است؟ به نظر می‌رسد پاسخ منفی باشد. به همین دلیل، دانشمندان و مهندسان در سراسر جهان به دنبال روش‌های نوآورانه‌ای هستند تا شارژ این خودروها را سریع‌تر، آسان‌تر و بدون نیاز به توقف‌های طولانی انجام دهند. یکی از این راه‌حل‌های آینده‌نگرانه، فناوری شارژ در حال حرکت (Dynamic Wireless Power Transfer – DWPT) است.
فناوری DWPT چیست و چگونه کار می‌کند؟
تیمی از محققان دانشگاه تگزاس در ال‌پاسو (UTEP) به رهبری دکتر پاراس ماندال، در حال مطالعه روی فناوری جدیدی هستند که می‌تواند خودروهای برقی را در حین حرکت شارژ کند. این فناوری که به‌عنوان “جاده‌های انتقال انرژی بی‌سیم پویا” (DWPT) شناخته می‌شود، می‌تواند انقلابی در صنعت حمل‌ونقل ایجاد کند.
مکانیزم عملکرد DWPT
در فناوری DWPT، پدهای فرستنده انرژی در زیر سطح جاده نصب می‌شوند. این پدها می‌توانند به‌صورت بی‌سیم انرژی الکتریکی را به خودروهای مجهز به گیرنده‌های مخصوص منتقل کنند. به این ترتیب، خودروهای برقی می‌توانند در حین حرکت، درست مانند گوشی‌هایی که به‌صورت بی‌سیم شارژ می‌شوند، بدون نیاز به توقف در ایستگاه‌های شارژ، باتری خود را شارژ کنند.
دکتر ماندال می‌گوید: “حوزه حمل‌ونقل برقی به سرعت در حال پیشرفت است و یکی از مهم‌ترین جنبه‌های این تحول، مدل‌سازی دقیق تقاضای انرژی است. ما باید مطمئن شویم که زیرساخت‌های حمل‌ونقل و شبکه‌های برق می‌توانند همگام با رشد خودروهای برقی توسعه یابند.”
چرا DWPT می‌تواند یک تغییر بازی باشد؟
در حال حاضر، خودروهای برقی از دو روش اصلی برای شارژ استفاده می‌کنند:
- ایستگاه‌های شارژ عمومی: که در بسیاری از نقاط شهری در دسترس هستند اما همیشه به اندازه کافی گسترده و سریع نیستند.
- شارژ در خانه: که اگرچه راحت است، اما زمان زیادی می‌برد و ممکن است باعث بار اضافی روی شبکه برق خانگی شود.
هر دوی این روش‌ها محدودیت‌هایی دارند که می‌توانند مانعی برای پذیرش گسترده‌تر خودروهای برقی باشند. به همین دلیل، فناوری DWPT می‌تواند یک تحول بزرگ باشد. با این فناوری:
- دیگر نیازی به توقف طولانی در ایستگاه‌های شارژ نیست.
- رانندگان دیگر نگران تمام شدن شارژ در مسیرهای طولانی نخواهند بود.
- “اضطراب بُرد” که یکی از موانع اصلی خرید خودروهای برقی است، به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.
همچنین این فناوری می‌تواند به کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، انتشار گازهای گلخانه‌ای و حتی آلودگی صوتی کمک کند.
چالش‌های فنی: آیا زیرساخت‌های فعلی آماده‌اند؟
با وجود مزایای فراوان DWPT، اجرای آن در مقیاس وسیع چندان ساده نیست. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، تقاضای انرژی بالا است که این فناوری می‌تواند بر شبکه‌های برق ایجاد کند.
مشکل کجاست؟
وقتی تعداد زیادی خودرو به‌طور هم‌زمان از جاده‌های DWPT استفاده می‌کنند، نیاز به برق می‌تواند به‌شدت افزایش یابد. این موضوع می‌تواند به مشکلاتی مانند:
- نوسانات ولتاژ در شبکه برق
- افزایش فشار بر نیروگاه‌ها
- و حتی خاموشی‌های احتمالی در برخی مناطق منجر شود.
برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی دکتر ماندال در UTEP یک مدل ریاضی جدید به نام mCONV (پیچش Toeplitz اصلاح‌شده) توسعه داده‌اند. این مدل می‌تواند به مهندسان کمک کند تا:
- تقاضای بار الکتریکی پویا را با دقت بالا پیش‌بینی کنند.
- تأثیرات مختلف مانند ترافیک سنگین، انواع خودروهای متفاوت و طول مسیرهای جاده‌ای را در نظر بگیرند.
- بهترین استراتژی‌ها را برای توزیع یکنواخت بار انرژی در سراسر شبکه برق طراحی کنند.
دکتر ماندال توضیح می‌دهد:
“گام بعدی در تحقیقات ما این است که ببینیم چگونه می‌توانیم پایداری و قابلیت اطمینان شبکه‌های برق را در کنار فناوری DWPT تضمین کنیم.”
DWPT در عمل: از آزمایشگاه تا جاده‌های واقعی
در حال حاضر، فناوری DWPT هنوز در مرحله توسعه و آزمایش است. بسیاری از کشورها، از جمله آمریکا، کره جنوبی و آلمان، پروژه‌های آزمایشی برای بررسی عملکرد این فناوری در شرایط واقعی اجرا کرده‌اند.
نتایج اولیه نشان می‌دهند:
- خودروهای برقی می‌توانند بیش از 70٪ از انرژی مصرفی خود را در حین حرکت بازیابی کنند.
- عملکرد سیستم در سرعت‌های بالا نیز مطلوب بوده است.
- می‌توان این فناوری را در بزرگراه‌ها، جاده‌های شهری و حتی مسیرهای حمل‌ونقل عمومی به کار برد.
با این حال، چالش‌هایی مانند هزینه‌های اولیه نصب، نگهداری زیرساخت‌های پیشرفته و هماهنگی با شبکه‌های برق محلی همچنان نیاز به بررسی دقیق دارند.
آینده‌ای روشن برای حمل‌ونقل برقی
به نقل از techxplore، فناوری شارژ در حال حرکت (DWPT) می‌تواند آینده حمل‌ونقل جهانی را متحول کند. این فناوری نوآورانه نه‌تنها می‌تواند مشکلاتی مانند “اضطراب بُرد” را حل کند، بلکه به تحقق اهداف زیست‌محیطی برای کاهش انتشار کربن و بهبود کیفیت هوا نیز کمک خواهد کرد.
مزایای کلیدی DWPT:
- کاهش نیاز به ایستگاه‌های شارژ ثابت
- افزایش عمر باتری خودروهای برقی
- کاهش بار ترافیکی در ایستگاه‌های شارژ عمومی
- کمک به دستیابی به اهداف جهانی کاهش آلایندگی
با پیشرفت تحقیقات، مدل‌سازی‌های دقیق‌تر و همکاری بین دانشگاه‌ها، دولت‌ها و شرکت‌های برق، می‌توان انتظار داشت که در آینده‌ای نه‌چندان دور، جاده‌هایی را ببینیم که خودروهای برقی را بدون توقف و در حین حرکت شارژ می‌کنند.
در واقع، شاید روزی فرا برسد که شارژ کردن خودروها به همان سادگی رانندگی کردن باشد.
اخبار حوزه محیط‌زیست و تغییرات اقلیمی را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.
