تمثل دراسات دمج السيارات الكهربائية في أسواق الطاقة المحلية تحديًا كبيرًا بسبب التعقيد الحسابي العالي المرتبط بنمذجة هذه المركبات.
إلا أن أطروحة الدكتوراه التي قدّمها سيد ماهور إبراهيمي في جامعة فاسا، في فلندا، نجحت في تجاوز هذه العقبة عبر تقديم نموذج «بطارية افتراضية» مبسّط، إلى جانب مفهوم اقتصادي لمشاركة الشواحن.
يشبه تشغيل شبكة الطاقة السير على حبل مشدود؛ إذ إن أي خلل بين التوليد والاستهلاك قد يؤدي إلى انهيار النظام بأكمله.
وقد أظهرت حالات الانقطاع الأخيرة للكهرباء في أوروبا هشاشة هذا التوازن.
إدارة مشكلات الازدحام والجهد بكفاءة
وتتناول أطروحة إبراهيمي في الهندسة الكهربائية دور أسواق الطاقة المحلية في تمكين شبكات التوزيع من العمل بكفاءة أعلى.
ويسمح هذا النهج لمشغلي شبكات التوزيع بإدارة مشكلات الازدحام والجهد الكهربائي بكفاءة أفضل، مما يُسهم في خفض تكاليف استثمارات تعزيز الشبكات.
ويقول إبراهيمي: «في السابق، كانت محطات الطاقة الكبرى تحافظ على توازن النظام. أما اليوم، ومع تزايد حصة الطاقة المتجددة المتغيرة وانتشار شحن السيارات الكهربائية، فنحن بحاجة إلى مرونة أكبر للحفاظ على توازن العرض والطلب».
ومن خلال إتاحة الفرصة للسيارات الكهربائية والأصول المحلية الأخرى للمشاركة الفاعلة في أسواق الطاقة المحلية، يصبح النظام أكثر كفاءة، ما يؤدي إلى تحسين استقرار الشبكة وزيادة الوفورات المالية، إلى جانب دعم التحول بعيدًا عن الوقود الأحفوري.
حلول جديدة للبنية التحتية للشحن
يمثل الطلب المتزايد على شحن السيارات الكهربائية تحديًا جديدًا يتمثل في مشكلات الازدحام داخل شبكات التوزيع. ومن أجل تحويل هذا التحدي إلى فرصة، يسعى بحث إبراهيمي إلى توظيف استراتيجيات الشحن والتفريغ الذكية لدعم شبكة توزيع الكهرباء.
ويُسهم نموذج «البطارية الافتراضية» المقترح في تمثيل مواقف السيارات الكهربائية المدمجة داخل الشبكة.
ويضيف إبراهيمي: «بدلًا من نمذجة كل سيارة على حدة، يتيح نهج البطارية الافتراضية التعامل مع منطقة الوقوف بالكامل كوحدة تخزين واحدة للطاقة، مما يقلل بشكل كبير من التعقيد الحسابي».
دمج المزيد من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة
ورغم أن مفهوم مشاركة الشواحن الذي اقترحه إبراهيمي، والذي يتيح شحن عدة سيارات كهربائية باستخدام شاحن واحد، يُعد تصورًا مستقبليًا واعدًا، فإنه لا يزال بحاجة إلى اختبارات عملية قبل تطبيقه على نطاق واسع.
ويختتم إبراهيمي قائلًا: «الخطوة التالية هي التحقق من صحة هذه النماذج من خلال مشروعات تجريبية مماثلة لتلك الجارية بالفعل في الاتحاد الأوروبي، وإذا جرى التطبيق، فإن نتائجي يمكن أن تُسهم في دمج المزيد من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة، وإدارة السيارات الكهربائية، وبناء نظام كهرباء منخفض الكربون وموثوق للمستقبل».
