توسط : محققان با ابتکاری هوشمندانه، چراغ‌های خیابانی را به ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی تبدیل کردند؛ روشی کم‌هزینه، سریع و دوستدار محیط‌زیست که می‌تواند کمبود زیرساخت شارژ در شهرها را جبران کند.
به گزارش sciencedaily، تیم تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا دریافت که چراغ‌های خیابانی می‌توانند به‌عنوان ایستگاه‌های شارژ ارزان‌قیمت خودروهای برقی مورد استفاده قرار گیرند. محققان پس از نصب ۲۳ واحد شارژ در شهر کانزاس، مشاهده کردند که این شارژرها نسبت به ایستگاه‌های معمولی، سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست هستند. چارچوب مبتنی بر هوش مصنوعی این سیستم نیز بر عدالت دسترسی و قابلیت گسترش تمرکز دارد و می‌تواند در شهرهای مختلف کشور به‌راحتی پیاده‌سازی شود.
خودروهای برقی (EV) در مقایسه با خودروهای بنزینی، هزینه سوخت پایین‌تر و انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتری دارند، اما استفاده از آن‌ها تنها زمانی عملی است که رانندگان بتوانند به‌سادگی به امکانات شارژ دسترسی داشته باشند. برای افرادی که در مجتمع‌های مسکونی یا مناطق شهری زندگی می‌کنند، دسترسی محدود به زیرساخت‌های شارژ می‌تواند یکی از موانع اصلی در گسترش استفاده از خودروهای برقی باشد.
آینده شارژرهای خودروهای برقی
برای حل این چالش، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا چارچوبی مقیاس‌پذیر برای طراحی، تحلیل و ارزیابی استفاده از چراغ‌های خیابانی به‌عنوان گزینه‌ای کم‌هزینه و عادلانه برای شارژ خودروهای برقی توسعه دادند. آن‌ها سپس ۲۳ واحد شارژ متصل به چراغ‌های خیابانی را در شهر کانزاس‌سیتی ایالت میزوری نصب کرده و این چارچوب را در شرایط واقعی آزمودند.
نتایج نشان داد که ایستگاه‌های شارژ مبتنی بر چراغ‌های خیابانی، در مقایسه با ایستگاه‌های شارژ متداول خودروهای برقی، از نظر هزینه و زمان مقرون‌به‌صرفه‌تر بوده، اثرات زیست‌محیطی منفی کمتری دارند و دسترسی به آن‌ها برای کاربران بسیار ساده‌تر است.
«ژیانبیاو اِکس‌بی هو»، دانشیار مهندسی عمران و محیط‌زیست در دانشگاه پنسیلوانیا گفت: «انگیزه انجام این پژوهش از این واقعیت ناشی می‌شود که بسیاری از ساکنان آپارتمان‌ها و مجتمع‌های چندواحدی، به‌ویژه در مناطق شهری و مرکز شهرها، به شارژرهای اختصاصی خانگی برای خودروهای برقی دسترسی ندارند، چراکه معمولاً گاراژ شخصی ندارند.»
او افزود: «خوشبختانه تیرهای چراغ برق خیابانی از پیش دارای منبع تغذیه بوده و معمولاً در مالکیت شهرداری‌ها هستند، بنابراین کار با آن‌ها آسان است. علاوه بر این، موقعیت آن‌ها — که اغلب در نزدیکی محل‌های پارک کنار خیابان و مناطق پرتردد قرار دارد — باعث می‌شود گزینه‌ای مناسب برای خدمت‌رسانی به ساکنان محلی و بازدیدکنندگان باشند.»
محققان با حمایت مالی وزارت انرژی ایالات متحده، با شهرداری کانزاس‌سیتی، سازمان غیرانتفاعی Metro Energy Center، شرکت‌های محلی خدمات انرژی و آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL) همکاری کردند تا چراغ‌های خیابانی موجود را به ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی تبدیل کنند. آن‌ها سپس یک چارچوب سه‌محوره شامل تقاضا، امکان‌سنجی و مزایا طراحی کردند تا سایر شهرها نیز بتوانند از آن برای توسعه ایستگاه‌های شارژ مبتنی بر چراغ خیابانی استفاده کنند.
«یانگ کریس سونگ»، نویسنده مسئول این پژوهش گفت: «قابلیت مقیاس‌پذیری، بخش بسیار مهمی از این چارچوب است. طراحی سیستمی که تنها در یک شهر خاص کار نکند، بلکه به‌راحتی در بسیاری از جوامع دیگر قابل پیاده‌سازی باشد، گامی اساسی در گسترش استفاده از خودروهای برقی در سراسر کشور است.»
برای تعیین میزان تقاضا، پژوهشگران عواملی مانند نوع کاربری زمین، تراکم ایستگاه‌ها، نقاط جاذبه اطراف و حجم ترافیک را بررسی کرده و سپس با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده، مدل‌های هوش مصنوعی را برای پیش‌بینی میزان تقاضا براساس این متغیرها آموزش دادند.
سونگ در ادامه افزود: «ما عامل عدالت را نیز در نظر گرفتیم؛ در اینجا منظور از عدالت، مشارکت فعال جامعه برای تضمین توزیع منصفانه و فراگیر مزایای شارژ خیابانی در میان محله‌های مختلف است.»
چراغ‌های خیابانی، ایستگاه شارژ خودروهای برقی می‌شوند
محققان با استفاده از تحلیل‌های مربوط به تقاضا و عدالت اجتماعی، ۲۳ چراغ خیابانی را برای نصب ایستگاه‌های شارژ انتخاب کردند و به‌مدت یک سال داده‌های عملکرد آن‌ها را جمع‌آوری نمودند.
نتایج نشان داد این ایستگاه‌ها در مقایسه با ایستگاه‌های شارژ سنتی، هزینه نصب بسیار پایین‌تری دارند، زیرا زیرساخت‌های مورد نیاز از قبل وجود دارد. همچنین سرعت شارژ در آن‌ها به‌طور چشمگیری بالاتر بود. به گفته «یو‌یان (آنی) پان»، پژوهشگر پسادکترا در گروه هُو، علت این موضوع آن است که شارژرهای خیابانی از خطوط برق اختصاصی شهرداری تغذیه می‌شوند و برخلاف ایستگاه‌های تجاری خوشه‌ای، با ازدحام خودروهای درحال شارژ روبه‌رو نیستند.
به‌علاوه، استفاده از این سامانه‌ها اثرات زیست‌محیطی مثبتی داشت؛ چرا که با استفاده از مکان‌هایی که خودروها پیش‌تر در آن‌ها پارک می‌کردند، مصرف بنزین کاهش یافته و انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتر شد.
پان اعلام کرد: «ما دریافتیم که استفاده از چراغ‌های خیابانی برای شارژ خودروهای برقی، رویکردی نوآورانه و عادلانه برای گسترش زیرساخت‌های شارژ و ترویج برق‌رسانی پایدار است.»
چشم‌انداز آینده
پژوهشگران در گام‌های بعدی قصد دارند مدل‌های خود را توسعه دهند تا داده‌های دقیق‌تری درباره شاخص‌های اجتماعی-اقتصادی و شرایط آب‌و‌هوایی در آن بگنجانند. ادغام داده‌های اجتماعی-اقتصادی می‌تواند به شناسایی جوامعی که دسترسی محدودی به خودروهای برقی دارند یا پتانسیل پذیرش کمتری نشان می‌دهند کمک کند. از سوی دیگر، داده‌های آب‌و‌هوایی نیز حیاتی‌اند، زیرا دماهای بسیار بالا یا پایین می‌توانند بر عملکرد باتری، میزان سفر و درنهایت تقاضای کلی انرژی اثر بگذارند.
یافته‌های این پژوهش در نشریه Journal of Urban Planning and Development منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: چین در آستانه تبدیل‌شدن به قطب اصلی خودروهای برقی
