هل يمكن للسيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية أن تحقق مدى أكبر بنسبة 30%؟

في دراسة حديثة، أجرى فريق بحثي أوروبي تجربة مبتكرة باستخدام السيارات الكهربائية التجارية الخفيفة المجهزة بألواح شمسية. هذه التجربة، التي استمرت لمدة أربعة أشهر، أظهرت قدرة هذه السيارات على زيادة مدى السير بنسبة تصل إلى 30% بفضل الطاقة الشمسية. على الرغم من أن الألواح الشمسية لم تسهم بشكل متساوٍ، إلا أن الكفاءة العامة للنظام وصلت إلى 66%

تفاصيل التجربة

قام الباحثون من ألمانيا وهولندا بتركيب وحدات شمسية على سيارة كهربائية خفيفة من طراز StreetScooter Work L  ، تم تركيب الألواح الشمسية على السقف والجانب الخلفي والجوانب اليمنى واليسرى للسيارة. تم ربط الألواح الشمسية بوحدات التحكم في الطاقة (MPPTs) لضمان الحصول على أقصى استفادة من الطاقة الشمسية. تم إجراء التجارب على مدى أربعة أشهر، حيث كانت السيارة تقوم برحلات يومية في المنطقة المحيطة بهانوفر بألمانيا.

كيفية عمل النظام الشمسي في السيارة

تتكون السيارة من ثلاثة أنواع من الألواح الشمسية:

1. 875 واط على السقف
2. 215 واط على الجانب الخلفي
3. 545 واط على الجوانب اليمنى واليسرى

تم ربط الألواح على السقف بوحدات MPPT متعددة، بينما تم ربط الألواح في باقي أجزاء السيارة بوحدات MPPT  مركبة. يتم تحويل الطاقة المنتجة بواسطة الألواح إلى البطارية منخفضة الجهد، ثم يتم توزيعها على البطارية الرئيسية للسيارة عبر محول  DC-DC

النتائج والتأثير على مدى السيارة

على مدار أربعة أشهر، كانت السيارة تسافر لمدة 45 دقيقة يوميًا، وتظل متوقفة لمدة عدة ساعات في مواقف سيارات البحث. بعد كل رحلة، كانت السيارة تُعاد لشحنها من الشبكة. وفيما يخص البيانات التي تم جمعها، فإن الوقت الذي أمضته السيارة متوقفة في مواقف ISFH  كان حوالي 106.7 ساعة، بينما في مواقف منزل الباحث كانت 382.22 ساعة.

تم جمع حوالي 49.06 كيلوات ساعة من الطاقة في مواقف ISFH  و153.32 كيلوات ساعة في مواقف المنزل. ساهمت هذه الطاقة في شحن البطارية الثانوية (المنخفضة الجهد) والبطارية الرئيسية (العالية الجهد).

التأثير على مدى القيادة

تم حساب الكفاءة الإجمالية للنظام، بما في ذلك فقدان الطاقة في البطاريات والمراحل المختلفة لتحويل الطاقة، وكانت الكفاءة 60.44% في مواقف ISFH، و65.05% في مواقف المنزل، و66.26% أثناء القيادة. وبناءً على هذه القياسات، قدر الباحثون أن النظام الشمسي قد أضاف 530 كم إلى مدى السيارة الكهربائي على مدار التجربة، مما يعادل 30% من المسافة الإجمالية التي قطعتها السيارة، وهي 1750 كم.

العرض الأكاديمي والتعاون الدولي

تم تقديم نتائج هذه الدراسة في مقال بعنوان “تحليل أداء النظام الشمسي المركب على سيارة تجارية خفيفة في هانوفر، ألمانيا”، الذي نُشر في مجلة Progress in Photovoltaics. شارك في هذه الدراسة علماء من معهد الطاقة والمواد والأجهزة – الطاقة الشمسية (IMD-3) في ألمانيا، ومعهد أبحاث الطاقة الشمسية هاملين (ISFH)، بالإضافة إلى جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا في هولندا. قدم هذا البحث رؤى جديدة في استخدام الطاقة الشمسية لتحسين أداء السيارات الكهربائية، ويعد خطوة هامة نحو تطوير تكنولوجيا النقل المستدام، للاطلاع على تفاصيل الدراسة من هنا

تحديات وأفق المستقبل

تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو تعزيز الاستدامة في وسائل النقل الكهربائية. ومع أن الألواح الشمسية توفر طاقة إضافية للسيارة، فإن تأثيرها على مدى القيادة لا يزال محدودًا حسب عدد الألواح وكفاءتها. ورغم ذلك، يشير الباحثون إلى أن الابتكار في تكنولوجيا الألواح الشمسية، بالإضافة إلى التحسينات في البطاريات والمحولات، قد يزيد من فاعلية هذه الأنظمة في المستقبل.

في الختام، يمكن القول أن دمج تكنولوجيا الطاقة الشمسية في السيارات الكهربائية يمثل خطوة هامة نحو تحقيق بيئة أكثر استدامة وتقليل الاعتماد على الشبكات الكهربائية. وبينما لا تزال هناك تحديات في هذا المجال، تشير النتائج إلى أن السيارات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية يمكن أن تكون جزءًا من الحلول المستقبلية لتحقيق التنقل المستدام.