خودروهای الکتریکی و بازار برق
پژوهشی پیرامون نقش خودروهای الکتریکی دربازار برق
مقدمه و تاریخچه بازار خودروهای الکتریکی
ما معمولاً کاربرد خودروی الکتریکی را جهت مسافرین و حمل و نقل عمومی در نظر میگیریم ولی کاربرد آنها را به عنوان خودروهایی غیر از آنها در نظر نمیگیریم. طی چند سال گذشته، این خودروها به شکل موفقی توانستهاند به‌خاطر آلودهنکردن هوا و مزیت قیمتیشان به بازارهای غیر جادهای نفوذ پیدا کنند. خودروهای موجود در فرودگاه‌ها برای حمل و نقل مسافرین در سالنها، خودروهای تفریحی در زمین گلف و پارک‌های تفریحی، خودروهای کارخانهای مثل جرثقیلها و تراکتورها، خودروهای معلولین، خودروهایی جهت کاربردهای خاص صنعتی از نمونه های دیگر کاربرد این خودرو میباشند. در ضمن انواع دیگری از این خودرو نیز وجود دارد که روی ریل و جهت انتقال بار در معادن به‌کار میروند. لوکوموتیوهایی که روی ریل حرکت میکنند و الکتریسته آنها از خطوط انتقال برق تأمین میشود از لحاظ تئوری با خودروهای الکتریکی تفاوتی ندارند و تنها تفاوت آنها در نحوه تغذیه انرژی موتورهاست. به‌دنبال ملاحظات رو به رشد پیرامون آلایندگی هوایی و موفقیت موتورهای الکتریکی در زمینههای مختلف حمل و نقل، تمایل به خودروی الکتریکی جادهای که عملکردی شبیه به خودروهای احتراقی مشابه با خود را دارند، در حال افزایش است. موانع عمده پذیرش عمومی این خودروها از سوی عموم شامل دامنه و برد محدود و فقدان زیرساختاری‌های مناسب میباشد. حل مسأله برد با گسترده‌تر کردن تحقیقات و تلاش‌های پیشرفته در زمینه باتری‌ها، سوخت‌های سلولی و دیگر وسایل ذخیرهسازی انرژی و جایگزین برطرف خواهد شد. زیرساختارهای مناسب نیز باید فراهم شود تا مرسومتر و متداولتر شوند. نکات مهم برای حل این موضوع را میتوان به‌صورت زیر بیان کرد:
- تسهیلات شارژ باتری: تسهیلات شارژ مسکونی و عمومی و ایستگاه‌ها و جایگاه شارژ
- استانداردسازی خودروهای الکتریکی و مواد مرتبط با ایمنی آنها
- فروش و توزیع
- حمایت فنی خدمات
- تأمین قطعات
هزینه اولیه یک خودروی الکتریکی، نیز همچنین یک عیب بزرگ برای بازار این خوردو میباشد. با افزایش حجم تولید، هزینه و قیمت کم خواهد شد ولی در همین بین، یارانه و حمایت دولتی نیز میتواند کمک‌رسان باشد.
کاربرد رو به رشد این خودروها، دیدگاه‌های شغلی مهندسین برق را ارتقاء خواهد داد. مشاغل جدید مرتبط با این موضوع در زمینههای زیر میتواند تعریف شود:
الکترونیک قدرت و طراحی درایورهای موتور: طراحی و توسعه سیستم‌های الکترونیک یک خودروی الکتریکی
تولید نیرو: افزایش تقاضاهای کاربردی به‌دلیل وجود این خودرو
زیر ساختارهای خودروهای الکتریکی: طراحی و توسعه جایگاه و شارژ باتری
سابقه و قدمت خودروهای الکتریکی
تاریخچه خودروهای الکتریکی به‌دنبال کشف الکتریسته، ابزارها و شیوههای تبدیل انرژی الکترومکانیک رشد پیدا کرد که در ادامه منجر به پیشی‌گرفتن بر خودروهای گازوئیل‌سوز شد. مردم به دلیل فقدان تکنولوژی در سال‌های اولیه پیدایش آن، کمتر از این خودرو استقبال کردند. ولی امروزه به‌واسطه مسائل مختلف که مهم‌ترین آن حفظ محیط زیست میباشد، دوباره به سمت این خودروها متمایل شدند.
سال‌های اولیه
قبل از سال ۱۸۳۰ ابزار و شیوه حمل و نقل تنها از طریق نیروی بخار بود چرا که تا آن زمان هنوز قوانین القای الکترومغناطیسی و در نتیجه موتورها و ژنراتورها کشف نشده بودند. فارادی، اصل و مبنای موتور الکتریکی را در اوایل سال۱۸۲۰ مطرح ساخت. در سال ۱۸۳۱، وی توانست قوانین القاء الکترومغناطیس را کشف کند که باعث رشد و توسعه و بروز موتور الکتریکی و ژنراتورهای لازم جهت حمل و نقل نوع الکتریکی گردید.
تاریخچه خودروی الکتریکی در آن سال‌های اولیه تا دوره اوج آن یعنی اوایل دهه ۱۹۰۰ را میتوان به‌صورت زیر خلاصه کرد:
قبل از سال ۱۸۳۰: سیستم حمل و نقل از نوع بخاری
سال۱۸۳۱: معرفی قانون فارادی و بلافاصله بعد از آن، اختراع موتورDC
سال ۱۸۳۴: ساخت خودروهای الکتریکی با باتری غیر قابل شارژ و دارای کاربرد در مسیر کوتاه
سال۱۸۵۱: ساخت خودروهای الکتریکی با باتری غیر قابل شارژ و سرعتKm/h ۳۰ (mph 19)
سال ۱۸۵۹: توسعه و پیشرفت باتریهای ذخیره‌کننده سربی
سال ۱۸۷۴: ساخت کالسکه قابل حرکت با نیروی باتری الکتریکی
اوایل دهه۱۸۷۰: تولید الکتریسته به‌وسیله ژنراتور
سال۱۸۸۵: ساخت خودروهای سه چرخ با نیروی گازوئیلی
سال۱۸۹۰: فروش ۴۲۰۰ خودرو (۴۰ درصد با نیروی بخار، ۳۸ درصد با نیروی الکتریکی، ۲۲درصد با نیروی گازوئیلی)
در زیر مشخصات برخی از خودروهای الکتریکی اولیه آورده شده است:
سال ۱۸۹۷: خودروهای الکتریکی ساخت شرکت کریگر فرانسه(French Krieger Co.)، با قیمت ۲۲۳۰ پوند؛ حداکثر سرعت Km/h 24 ( mph15)، برد ۸۰ کیلومتر(mi/charge 50)
سال۱۹۰۰: خودروی الکتریکی ساخت شرکت B.G.S فرانسه، با حداکثر سرعت Km/h 65 (mph40) و برد ۱۶۰ کیلومتر (mi/charge 100)
سال ۱۹۲۱: تولید ۳۴ هزار خودروی الکتریکی، و نسبت خودروهای EV به سوخت بنزینی ۲ به ۱ گردید.
سال ۱۹۱۵: خودروی الکتریکی Woods، با حداکثر سرعت Km/h 65 (mph 40)، برد ۱۵۰ کیلومتر (mi/charge 93)، و ظرفیت ۱ تن بار
دهه ۱۹۲۰: کنار رفتن خودروی الکتریکی و جایگزین شدن خودروهای احتراق داخلی
عواملی که باعث کنار رفتن خودروهای الکتریکی پس از یک دوره موفقیت کوتاه شدند، را میتوان به‌صورت زیر برشمرد.
اختراع استارتر یا موتور راهانداز برای خودروهای بنزینی در سال ۱۹۱۱٫
پیشرفت و ارتقاء در تولید انبوه خودروهای هنری تی (Henry T، از نوع خودروهای بنزینی) که منجر به کمتر شدن قیمت آنها در حدود ۲۶۰ دلار در سال ۱۹۲۵ شد که در مقایسه با قیمت ۸۵۰ دلاری آنها در سال ۱۹۰۹ قابل مقایسه بود. در این زمان خودروهای الکتریکی خیلی گران بودند.
قابلیت دسترسی محدود نواحی روستایی به برق جهت شارژ باتری در حالی‌که سوخت بنزین و گازوئیل را تقریباً در هر محلی میشد تهیه کرد.
دهه۱۹۶۰
در دهه ۱۹۶۰، خودروهای الکتریکی مجدداً احیا شدند که عمدتاً به‌خاطر خطرات زیست محیطی حاصل از مواد متصاعد شونده از خودروهای احتراقی بود. سازندگان عمده خودروهای احتراقی یعنی جنرال موتورز و فورد، در زمینه تحقیق و توسعه و پیشرفت خودروی الکتریکی فعال شدند. شرکت جنرال موتورز یک برنامه ۱۵ میلیون دلاری را برای طراحی و ساخت خودروهایی به نام‌های الکتروویر(Electrovair) و الکترو ون (Electrovan) تدوین نمود. این خودروها دارای مشخصات زیر بودند:
موتور الکتریکی: از نوع موتور القایی سه فازhp 115، rpm 13000
باتری: از جنس نقره- روی (Ag-Zn) ، با وزن ۳۰۰ کیلوگرم (lb 680)
درایور موتور: یک اینورتور با یکسو کننده کنترل شده سیلیکنی (SCR)
حداکثر سرعت: Km/h 130 (mi/h80) ، برد: ۶۵ تا ۱۳۰ کیلومتر (۴۰ تا ۸۰ مایل)، شتاب صفر تا صد: حدود ۱۶ ثانیه ( mi/h 60 در ۶/۱۵ ثانیه)، وزن خودرو: ۱۵۰۰ کیلوگرم (lb3400)
دهه ۱۹۷۰
با افزایش قیمت سوخت به دلیل بحران‌های انرژی در طی دهه ۱۹۷۰، گرایش به خودروهای الکتریکی بیشتر گردید. در سال ۱۹۷۵، تعداد ۳۵۲ خودروی ون الکتریکی برای تست و آزمایش به ایالات متحده داده شد. در سال ۱۹۷۶، کنگره، قانون عمومی ۴۱۳-۹۴ یعنی قانون و لایحه تحقیق بر روی خودروهای الکتریکی و هیبرید الکتریکی، پیشرفت و توسعه و عرضه آنها را تصویب کرد. سازمان و انجمن انرژی، عملکرد خودروی الکتریکی را استانداردسازی نمود که خلاصه آن در جدول زیر آمده است.
The impact of electric vehicles on the power market
لینک مقاله اصلی:
توجه این گزارش از مجموع چندین مقاله جمع آوری شده است و مقاله زیر یکی از رفنرس ها می باشد.
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد