تصميم نظام ذكي لإدارة شحن السيارات الكهربائية باستخدام مصادر الطاقة المتجددة وتحقيق أهداف التنمية المستدامة

م.م إيلاف جاسم محمد

الملخص:
يشهد العالم تحولًا كبيرًا نحو استخدام السيارات الكهربائية (EVs) كحل بديل للحد من الانبعاثات الكربونية الناتجة عن وسائل النقل التقليدية. ومع تزايد أعداد هذه المركبات، تبرز الحاجة إلى أنظمة ذكية لإدارة عمليات الشحن بطريقة فعّالة ومستدامة. تهدف هذه الدراسة إلى تصميم نظام ذكي يدمج مصادر الطاقة المتجددة – مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح – لإدارة شحن السيارات الكهربائية بفعالية، مع مراعاة الأحمال الكهربائية، أوقات الذروة، والتكلفة.

مقدمة:
تعتمد معظم شبكات الشحن الحالية على مصادر الطاقة التقليدية، مما قد يحد من الفوائد البيئية المتوقعة من تبني السيارات الكهربائية. من هنا تنبع أهمية تطوير نظام ذكي قادر على إدارة شحن السيارات باستخدام مصادر متجددة لتقليل العبء على الشبكات الكهربائية، وخفض الانبعاثات، وتعزيز كفاءة استخدام الطاقة.

منهجية العمل:
يتضمن التصميم المقترح العناصر التالية:
مصفوفات طاقة شمسية ورياح مرتبطة بوحدة تخزين طاقة (بطاريات).
وحدة تحكم ذكية تعتمد على تقنيات إنترنت الأشياء (IoT) والخوارزميات التنبؤية، لضبط توقيت الشحن بناءً على بيانات الوقت الحقيقي (مثل: مستوى البطارية، حالة الطقس، ذروة الاستهلاك).
واجهة استخدام تفاعلية تسمح للمستخدمين بتحديد أولويات الشحن وتوقيته.
تمت محاكاة النموذج باستخدام بيئة MATLAB/Simulink للتحقق من فعاليته في تقليل الحمل على الشبكة وزيادة استخدام الطاقة النظيفة.

النتائج:
أظهرت نتائج المحاكاة أن النظام الذكي يقلل استهلاك الطاقة من الشبكة التقليدية بنسبة تصل إلى 40%، ويحسن كفاءة الشحن بنسبة 25% من خلال الجدولة الذكية، خاصة عند دمج التخزين مع الطاقة الشمسية. كما ساعد في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير.

أهداف التنمية المستدامة المرتبطة بالمقالة:
يساهم النظام المقترح بشكل مباشر في تحقيق عدد من أهداف التنمية المستدامة الصادرة عن الأمم المتحدة، وعلى رأسها:
الهدف السابع: "طاقة نظيفة وبأسعار معقولة" من خلال استخدام الطاقة الشمسية والرياح كمصادر نظيفة لشحن المركبات.
الهدف الحادي عشر: "مدن ومجتمعات مستدامة" عبر تقليل التلوث الهوائي الناتج عن السيارات التقليدية.
الهدف الثاني عشر: "الاستهلاك والإنتاج المسؤولان" من خلال تحسين كفاءة استهلاك الطاقة وتوزيع الأحمال.
الهدف الثالث عشر: "العمل المناخي" من خلال تقليل الانبعاثات الكربونية وتعزيز استخدام الطاقة المتجددة.
الهدف التاسع: "الصناعة والابتكار والهياكل الأساسية" بدعم بنية تحتية ذكية ومبتكرة لأنظمة شحن السيارات.

الاستنتاج:
يعزز هذا النظام الذكي فرص الدمج الفعّال بين النقل الكهربائي والطاقة المتجددة، مما يسهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة على المستوى البيئي والاقتصادي والاجتماعي. ويُوصى بتطبيق هذا النموذج في المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية، وربطه بسياسات داعمة للطاقة الخضراء والتكنولوجيا الذكية.

جامعة المستقبل، الأولى في العراق.