في ظل التوسع العالمي نحو كهربة قطاع النقل، تبرز تحديات البنية التحتية كأحد أبرز العوائق أمام الانتشار الواسع للمركبات الكهربائية، خاصة فيما يتعلق بأنظمة الشحن التقليدية التي تعتمد على الكابلات، وما يرتبط بها من مشكلات تتعلق بالسلامة والتكلفة وكفاءة التشغيل.
وفي هذا السياق، نجح فريق من طلاب كلية التكنولوجيا والتعليم بجامعة السويس في تطوير نظام مبتكر لنقل الطاقة لاسلكيًا (WPT) لشحن المركبات الكهربائية، بالاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة، في خطوة تمثل نموذجًا عمليًا لدعم التحول نحو نقل مستدام منخفض الانبعاثات.
تحديات الشحن التقليدي تدفع نحو الابتكار
تعتمد أنظمة الشحن الحالية بشكل أساسي على التوصيل السلكي، وهو ما يعرضها لمشكلات متعددة، من بينها تلف الكابلات نتيجة الاستخدام أو الظروف الجوية القاسية، إضافة إلى مخاطر السلامة، فضلًا عن محدودية مرونة الاستخدام بالنسبة للمستخدمين.
كما أن ربط محطات الشحن بالشبكة الكهربائية العامة يفرض تحديات إضافية، أبرزها الحاجة إلى بنية تحتية مكلفة، خاصة في المناطق النائية، إلى جانب الضغط المتزايد على شبكات الكهرباء وارتفاع استهلاك الطاقة.
نظام لاسلكي مدعوم بالطاقة النظيفة
لمواجهة هذه التحديات، طور الفريق نظامًا يعتمد على نقل الطاقة لاسلكيًا باستخدام تقنية الرنين الحثي المزدوج (Resonant Inductive Coupling)، والتي تتيح شحن المركبات دون الحاجة إلى كابلات أو توصيل مباشر.
ويعمل النظام بتردد عالٍ يصل إلى 85 كيلوهرتز، ما يسمح بنقل الطاقة بكفاءة وأمان، مع تقليل الفاقد وتحسين الأداء. ويتميز الحل المقترح بدمجه مع مصادر طاقة متجددة هجينة، تشمل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، بما يقلل الاعتماد على الشبكة التقليدية ويتيح تشغيله في المناطق الصحراوية والطرق البعيدة عن العمران.
تصميم هندسي وتقني متكامل
اعتمد المشروع على منهجية هندسية متكاملة شملت تصميم وحدات تجميع الطاقة المتجددة، وتطوير دوائر إلكترونيات القوى باستخدام أنظمة تحكم مغلقة لضمان استقرار الجهد والتيار، إلى جانب تصميم ملفات الاقتران المغناطيسي المسؤولة عن نقل الطاقة لاسلكيًا بكفاءة.
كما تم بناء نموذج أولي مصغر للنظام، بهدف اختبار أدائه في ظروف تشغيل مختلفة، وقياس كفاءة نقل الطاقة ومدى استقراره.
نتائج واعدة نحو تطبيق واقعي
أظهرت النتائج الأولية للنموذج قدرة النظام على نقل الطاقة بكفاءة عالية وبشكل موثوق، ما يؤكد الجدوى الفنية لدمج تقنيات الشحن اللاسلكي مع مصادر الطاقة المتجددة.
ولا يقتصر تأثير هذا الابتكار على تحسين تجربة المستخدم من خلال إلغاء الكابلات، بل يمتد ليشمل تقليل الضغط على الشبكات الكهربائية، ودعم التوسع في استخدام المركبات الكهربائية في المناطق النائية، وهو ما يعزز من فرص تحقيق نقل مستدام وخالٍ من الانبعاثات.
تكريم أكاديمي يعكس التميز
وحصد المشروع المركز الأول ضمن فعاليات الملتقى الطلابي الثاني بكلية التكنولوجيا والتعليم بجامعة السويس، في إنجاز يعكس تميز الفريق وقدرته على تقديم حلول مبتكرة لمشكلات واقعية.
ويقود الفريق الطالب أسامة المرصفاوي، تحت إشراف الدكتور حامد أنور، بمشاركة مجموعة من طلاب قسم الكهرباء (شعبة الإلكترونيات)، في تجربة تؤكد الدور المتنامي للبحث العلمي التطبيقي في دعم التحول نحو الاقتصاد الأخضر.
