بقلم فين بيكوك – مهندس كهربائي معتمد، وموظف سابق في منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO)، ومالك سيارة كهربائية، ومؤسس موقع SolarQuotes.com.au
سواء كنت تفكر في شراء سيارة كهربائية، أو تنتظر تسليمها، أو تقود سيارة كهربائية، فإن معرفة كيفية (وكيف) شحنها جزء مهم من امتلاكها.
في هذا الدليل، سأناقش القدرة (كيلوواط) والطاقة (كيلوواط ساعة). معرفة الفرق بينهما أمر مهم! يخلط الناس بينهما طوال الوقت - حتى الكهربائيون الذين من المفترض أن يكونوا على دراية أفضل.
تقطع السيارة التي تعمل بالبنزين عادةً مسافة 10 كيلومترات بلتر واحد من الوقود. أما السيارة الكهربائية فتقطع مسافة 6 كيلومترات تقريباً بـ 1 كيلوواط/ساعة من الكهرباء.
بالنسبة لسيارة تعمل بالبنزين، تحتاج إلى 10 لترات من الوقود لقطع مسافة 100 كيلومتر. وبتكلفة متحفظة للغاية تبلغ 1.40 دولارًا للتر الواحد من الوقود، فإن 10 × 1.40 دولارًا = 14 دولارًا لقطع مسافة 100 كيلومتر.
ملاحظة: سعر البنزين يزيد عن دولارين للتر الواحد وقت كتابة هذا التقرير - لكنني سألتزم بسعر 1.40 دولار لإظهار أن السيارات الكهربائية أرخص بكثير، حتى لو لم يبالغ الديكتاتور الروسي في أسعار الوقود.
في السيارة الكهربائية، يلزم حوالي 16 كيلوواط ساعة من الكهرباء لقطع مسافة 100 كيلومتر. إذا كان سعر الكيلوواط ساعة لدى مزود الكهرباء الخاص بك 21 سنتًا، فإن التكلفة ستكون 16 × 0.21 دولار = 3.36 دولار.
تُصبح قيادة السيارات الكهربائية أقل تكلفة إذا أخذنا في الاعتبار الشحن باستخدام الألواح الشمسية أو الشحن بأسعار خارج أوقات الذروة بناءً على تعريفات وقت الاستخدام. دعونا نجري بعض الحسابات لتوضيح ذلك:
إذا كانت فاتورة الكهرباء لديك 21 سنتًا وتعرفة التغذية الشمسية 8 سنتات، فإن التكلفة الصافية لشحن السيارة بالطاقة الشمسية هي 8 سنتات. وهذا أرخص بمقدار 13 سنتًا لكل كيلوواط ساعة من شحن السيارة الكهربائية من الشبكة.
تفرض تعريفات الاستخدام حسب الوقت أسعارًا مختلفة للكهرباء بناءً على وقت اليوم الذي تحصل فيه عليها من الشبكة.
قارن أسعار الكهرباء المختلفة لشركة أورورا إنرجي تسمانيا في أوقات مختلفة من اليوم:
إذا قمت بضبط شاحن سيارتك الكهربائية ليعمل فقط على برنامج ToU هذا مع Aurora من الساعة 10 صباحًا حتى 4 مساءً، فإن 100 كيلومتر من المدى ستكلفك 16 × 0.15 دولارًا = 2.40 دولارًا.
إن مستقبل خطة الكهرباء في أستراليا يتمثل في تعريفات الاستخدام حسب الوقت، حيث تكون الكهرباء أرخص خلال النهار (مع وجود الكثير من الطاقة الشمسية) وفي الليل (عادة مع وجود الكثير من الرياح وقلة الطلب).
في جنوب أستراليا، يتم تحصيل مبلغ زهيد قدره 7.5 سنت لكل كيلوواط ساعة خلال اليوم خلال تعريفة الاستخدام حسب الوقت والتي تقدم "إسفنجة شمسية".
كما يقدم بعض تجار التجزئة تعريفات خاصة للسيارات الكهربائية حيث يمكنك دفع سعر أقل لكل كيلوواط ساعة لشحن سيارتك الكهربائية في أوقات معينة، أو سعر يومي ثابت للشحن غير المحدود.
أمر أخير – احذر من "تعريفات الطلب". تُخفّض هذه الخطط فاتورة الكهرباء الإجمالية، لكنها قد تُوقعك في مشكلة كبيرة إذا تجاوز استهلاكك حدًا معينًا. على سبيل المثال، قد يعني شحن سيارتك الكهربائية بشاحن ثلاثي الأطوار بقدرة 22 كيلوواط أن تدفع عشرة أضعاف فاتورة الكهرباء العادية!
شاحن السيارات الكهربائية الأساسي هو جهاز بسيط للغاية. وظيفته ببساطة هي "سؤال" السيارة عما إذا كان بإمكانها قبول أي شحن، وإذا كان الأمر كذلك، فإنه يزود السيارة بالطاقة بأمان حتى يتم إخبارها بالتوقف.
لا يمكن لشاحن السيارات الكهربائية أن يشحن السيارة أسرع مما تطلبه السيارة (وهذا أمر خطير)، ولكن إذا كنت تتمتع ببعض الحكمة، فيمكنه أن يقرر إبطاء الشحن أو بناءً على ظروف أخرى - على سبيل المثال:
أجهزة شحن السيارات الكهربائية المنزلية تعمل أيضاً بالتيار المتردد. وهذا يعني أنها لم تقم بأي شيء مميز للغاية. إنها ببساطة تنظم كيلوواط التيار المتردد 230 فولت الداخل إلى السيارة.
في الواقع، صندوق الإلكترونيات الذي يمكنك شراؤه لشحن سيارتك ليس شاحنًا بالمعنى التقني، لأنه لا يفعل سوى توفير طاقة تيار متردد منظمة. أما الشاحن الحقيقي فهو موجود داخل السيارة، حيث يقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ويتولى جميع مهام الشحن الأخرى.
يحتوي هذا الشاحن المدمج للسيارات الكهربائية على حد أقصى للطاقة في عملية تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر. 11 كيلوواط هو الحد الأقصى للعديد من السيارات الكهربائية - مثل سيارة تسلا موديل 3 وسيارة ميني كوبر إس إي.
اعتراف من أحد المهووسين بالتكنولوجيا: من الناحية الفنية، يجب أن أسمي الجهاز الذي تقوم بتوصيله بسيارتك بـ EVSE (معدات تزويد المركبات الكهربائية بالطاقة). لكن هذا سيربك معظم الناس العاديين، لذلك، وعلى الرغم من خطر تلقي بريد إلكتروني غاضب من مهندس متقاعد، فأنا أسمي هذه الأجهزة "شواحن".
أجهزة الشحن العامة عالية السرعة المخصصة للسيارات الكهربائية هي في حد ذاتها أجهزة شحن تقوم بتغذية البطارية بالطاقة الكهربائية المباشرة. وهي غير مقيدة بشاحن السيارة لأنها لا تستخدمه.
إذا كانت سيارتك قادرة على ذلك، فإن هذه الشواحن القوية يمكنها الشحن بقدرة تصل إلى 350 كيلوواط من التيار المستمر. لاحظ أنها ستضطر إلى التباطؤ بشكل ملحوظ عندما تصل نسبة شحن البطارية إلى حوالي 70%. ومع ذلك، يمكنها إضافة 350 كيلومترًا إلى مدى السيارة في غضون 10 دقائق فقط.
اعتمدت الصناعة مصطلحات لوصف الشحن البطيء والمتوسط والسريع. وبشكل ممل نوعًا ما، يُطلق عليه الشحن من المستوى 1 والمستوى 2 والمستوى 3.
الشاحن من المستوى 1 عبارة عن كابل ومحول طاقة يتم توصيله بمقبس كهربائي قياسي. يتم شحنها بقدرة 1.8 إلى 2.4 كيلو واط من مقبس منزلي قياسي.
نصيحة احترافية: إذا لم توفر الشركة المصنعة لسيارتك موصلًا متنقلًا لسيارتك، فتأكد من شراء واحد والاحتفاظ به في صندوق السيارة - يمكن أن يوفر عليك يومًا من تناول لحم الخنزير المقدد حتى لو لم تستخدمه أبدًا في وقت العودة إلى المنزل.
لتوضيح ما يعنيه معدل الشحن من المستوى 1 البالغ 1.8 كيلوواط - سيضيف 1.8 كيلوواط ساعة في الساعة إلى بطارية سيارتك.
تُعادل 1 كيلوواط/ساعة من الطاقة في بطارية السيارة الكهربائية مدى سير يبلغ حوالي 6 كيلومترات. لذا، يُمكن لشاحن من المستوى الأول أن يُوفر مدى سير يبلغ حوالي 10 كيلومترات في الساعة. وإذا قمت بشحن السيارة طوال الليل (حوالي 8 ساعات)، فستُضيف حوالي 80 كيلومترًا إلى مدى السير.
لكن الشحن من المستوى الأول يمكن أن يتم بسرعة أعلى. اعتمادًا على الشركة المصنعة، قد يحتوي جهازك على مقابس قابلة للتبديل.
تأتي جميع شواحن السيارات الكهربائية المحمولة مزودة بمقابس 10 أمبير عادية، مثل جميع الأجهزة الأخرى في منزلك، ولكن بعضها يأتي أيضًا بمقابس 15 أمبير قابلة للتبديل. يتميز هذا النوع بسن تأريض أعرض ويتطلب مقبسًا خاصًا يتحمل أسلاكًا أكثر سمكًا عند 15 أمبير. إذا كنت تمتلك عربة سكن متنقلة، فمن المحتمل أنك على دراية بها.
تحتوي بعض شواحن الهواتف المحمولة على "طرف" بقوة 15 أمبير. هذه هي أطراف 10 أمبير و15 أمبير التي تأتي مع شاحن تسلا للهواتف المحمولة في أستراليا.
إذا كان شاحنك المحمول بقوة 15 أمبير وترغب في شحنه في المنزل، فستحتاج إلى منفذ كهربائي بقوة 15 أمبير في موقف سيارتك. توقع أن تدفع حوالي 500 دولار أمريكي مقابل هذه التركيبة.
معلومة تقنية: إذا كان جهد الشبكة المحلية لديك مرتفعًا (يجب أن يكون 230 فولت، ولكن عادةً ما يكون 240 فولت أو أكثر)، فستحصل على طاقة أكبر لأن الطاقة = التيار × الجهد.
معلومة تقنية إضافية: عادةً ما تكون شواحن الهواتف المحمولة محدودة بنسبة 80% من تيارها المقنن، وذلك حسب الشركة المصنعة. لذا، قد يعمل شاحن 10 أمبير بتيار 8 أمبير فقط، وقد يعمل جهاز 15 أمبير بتيار 12 أمبير فقط. بالإضافة إلى تقلبات جهد الشبكة، لم أتمكن من توفير سرعة شحن دقيقة للسيارات الكهربائية باستخدام موصل الهاتف المحمول.
معلومة لمحبي تسلا: يمكن لأجهزة الشحن المتنقلة من تسلا التي تم استيرادها بعد نوفمبر 2021 الشحن بقوة 10 أمبير أو 15 أمبير كاملة، وذلك حسب نوع الشاحن المستخدم.
نصيحة احترافية: إذا كنت تمتلك سيارة تسلا حديثة وكنت محظوظًا بما يكفي لوجود منفذ ثلاثي الأطوار في المرآب، فيمكنك شراء شاحن خلفي من طرف ثالث يمكنه الشحن بقدرة 4.8 إلى 7 كيلو وات (20 إلى 32 أمبير) باستخدام موصل متنقل.
سرعة الشحن: مدى تقريبي 40 كم/ساعة (أحادي الطور) أو حتى 130 كم/ساعة (ثلاثي الطور)
يتطلب الشحن من المستوى 2 شاحن حائط مخصصًا مع أسلاك توصيل خاصة به تعود إلى شريط الطاقة الخاص بك.
تتراوح تكلفة أجهزة الشحن من المستوى الثاني بين 900 و2500 دولار، بينما تتراوح تكلفة تركيبها بين 500 و1000 دولار. ويفترض هذا السعر أن يكون موزع الطاقة والشبكة الكهربائية لديك قادرين على تحمل الحمل الإضافي. وإذا لم يكن الأمر كذلك، فقد يكلفك ترقية مصدر الطاقة آلاف الدولارات.
يمكن لشاحن أحادي الطور بقدرة 7 كيلوواط من المستوى الثاني أن يضيف حوالي 40 كيلومترًا في الساعة إلى مدى السيارة. وإذا كانت سيارتك قادرة على تحمل ذلك، فإن شاحنًا ثلاثي الأطوار بقدرة 22 كيلوواط سيضيف حوالي 130 كيلومترًا في الساعة إلى مدى السيارة.
معلومة تقنية: على الرغم من أن شواحن المستوى الثاني ثلاثية الطور قادرة على توفير طاقة تصل إلى 22 كيلوواط، إلا أن العديد من السيارات لا تستطيع تحويل طاقة التيار المتردد بهذه السرعة. راجع مواصفات سيارتك لمعرفة أقصى معدل شحن للتيار المتردد.
هذا الشاحن يعمل بالتيار المستمر بالكامل، وتبلغ قدرته من 50 كيلوواط إلى 350 كيلوواط. وتتجاوز تكلفة تركيبه 100 ألف دولار، ويتطلب مصدر طاقة ضخم، لذا من غير المرجح أن يكون لديك واحد مثبت في منزلك.
تُعد شبكة الشحن الفائق من تسلا المثال الأكثر شهرة لشاحن من المستوى 3. ويبلغ الحد الأقصى لخرج شاحن "V2" الأكثر شيوعًا 120 كيلوواط، ويبلغ مدى سيره 180 كيلومترًا في 15 دقيقة.
تمنح شبكة محطات الشحن السريع من تسلا الشركة ميزة تنافسية على مصنعي السيارات الكهربائية الآخرين نظرًا لموقعها على طرق السفر الشائعة، وموثوقيتها/وقت تشغيلها، وحجمها الهائل مقارنة بشواحن المستوى 3 الأخرى.
ومع ذلك، مع ازدياد شيوع المركبات الكهربائية، من المتوقع ظهور شبكات منافسة أخرى في جميع أنحاء البلاد وتحسين موثوقيتها.
معلومة لمحبي تسلا: شواحن تسلا الفائقة الحمراء والبيضاء من طراز "V2" في أستراليا هي شواحن سريعة تعمل بالتيار المستمر، وتشحن عادةً بقدرة تتراوح بين 40 و100 كيلوواط، وذلك حسب عدد السيارات الأخرى التي تستخدمها في نفس الوقت. وهناك عدد قليل من شواحن "V3" المطورة في أستراليا يمكنها الشحن بقدرة تصل إلى 250 كيلوواط.
نصيحة احترافية: انتبه لشواحن التيار المتردد البطيئة أثناء الرحلات البرية. بعض الشواحن على جانب الطريق من النوع البطيء الذي قد يشحن بقدرة تتراوح بين 3 و22 كيلوواط فقط. يمكن لهذه الشواحن شحن السيارة قليلاً عند ركنها، لكنها ليست سريعة بما يكفي للشحن المريح أثناء التنقل.
جميع المركبات الكهربائية التي تباع في أستراليا اعتبارًا من 1 يناير 2020 مزودة بمقبس شحن تيار متردد يسمى "النوع 2" (أو أحيانًا "Mennekes").
تاريخ النشر: 2 أغسطس 2022
