في الشتاء الأول بعد تحويل أسطول الشاحنات إلى الكهرباء، يتعلم العديد من المشغلين الدرس بالطريقة الصعبة. في الساعة السادسة صباحًا، يفتح قسم العمليات ساحة الشحن، ويجدون أن ثلث الشاحنات غير مشحونة. تعمل أجهزة الشحن، ووصلت الكهرباء، لكن كل سائق قام بتوصيل شاحنته فور عودته، وسحبت عشرون شاحنة في الوقت نفسه، مما أدى إلى تعطل المحول الكهربائي، وخفضت أجهزة الشحن سرعة بعضها البعض، ولم يحصل أي سائق على شحن كامل.

لقد اشتريت شواحن تيار مستمر سريعة، وليس شواحن تيار متردد بطيئة. لماذا لا تزال غير كافية؟

لأن الشحن الليلي في محطة الشحن لم يكن مشكلة تتعلق بالأجهزة، بل بالجدولة. لديك نافذة زمنية واحدة مدتها ثماني ساعات كل ليلة ومحول كهربائي واحد. إلى أن يتم حل هذين القيدين، فإن زيادة عدد أجهزة الشحن لن تؤدي إلا إلى زيادة التكلفة.

1. قم بالحسابات أولاً: ما مقدار الطاقة التي تحتاجها ليلة واحدة فعلياً؟

شراء أجهزة الشحن قبل بناء النموذج هو السبب الأكثر شيوعًا لفشل عملية الشحن في المستودع. الأرقام بسيطة، ثلاث خطوات:

الطاقة لكل شاحنة في اليوم = المسافة المقطوعة يومياً × استهلاك الطاقة لكل كيلومتر. تحتاج شاحنة نقل خفيفة تقطع مسافة 150 كم في اليوم بمعدل 0.35 كيلوواط ساعة/كم إلى حوالي 52 كيلوواط ساعة.

الطلب اليومي للأسطول = استهلاك كل شاحنة × حجم الأسطول. أربعون شاحنة تعني حوالي 2100 كيلوواط ساعة في الليلة..

الطاقة المطلوبة للشحن = إجمالي الطلب ÷ ساعات الشحن الفعلية. خلال فترة ثماني ساعات، وبعد إعادة توصيل البطارية وفصلها، ومع انخفاض الأداء في نهاية منحنى البطارية، ستحصل على حوالي ست ساعات من الاستخدام الفعلي. 2100 كيلوواط ساعة ÷ 6 ساعات ≈ 350 كيلوواط من متوسط الطاقة.

هذا هو الحد الأدنى الذي يمكنك تحديده. ضع في اعتبارك معدل استهلاكك للوقود وعدد الكيلومترات التي تقطعها قبل التحدث إلى مورد شاحن واحد.

2. مثال عملي، مع أرقامك الخاصة لاستبدالها

لنأخذ مثالاً على شركة متوسطة الحجم لتوصيل الطرود: 30 شاحنة، متوسط مسار يومي 180 كم، استهلاك 0.4 كيلوواط ساعة لكل كيلومتر. أي ما يعادل 72 كيلوواط ساعة لكل شاحنة، و2160 كيلوواط ساعة للأسطول كل ليلة.

ست ساعات شحن فعّالة تعني أن المستودع يحتاج إلى حوالي 360 كيلوواط من الطاقة المتوسطة. بدون جدولة، تعود الشاحنات بين الساعة السادسة والتاسعة مساءً، ويتم توصيل جميعها بالكهرباء عند الوصول، لذا قد يصل ذروة الاستهلاك إلى 550 أو 600 كيلوواط. يجب أن يكون حجم المحول مناسبًا لهذه الذروة. مع إدارة الشحن الليلي، تتوزع الطاقة نفسها على كامل الفترة الزمنية، وينخفض ذروة الاستهلاك إلى حوالي 400 كيلوواط، وعادةً ما يكفي محول 500 كيلو فولت أمبير الموجود مسبقًا في الموقع لتشغيل أسطول الشاحنات.

إن الفرق بين 600 كيلوواط و400 كيلوواط من السعة المطلوبة ليس مجرد فرق نظري. فترقية المحولات تتطلب تكاليف باهظة ووقتًا طويلًا. وفي كثير من الحالات، تكون تكلفة برنامج الجدولة أقل من تكلفة ترقية المحولات التي يتجنبها.

3. القيدان: النافذة الزمنية وسعة الشبكة

القيد الأول هو الوقت. تعود الشاحنات في الساعة الثامنة مساءً، وتغادر في الساعة السادسة صباحًا. عشر ساعات نظريًا، وثماني ساعات عمليًا. لتوفير المزيد من الطاقة، إما أن تزيد الطاقة أو تُقلل وقت التوقف. لا يوجد خيار ثالث.

أما القيد الثاني فهو الشبكة الكهربائية. فالطاقة الاسمية لشواحن الطاقة ليست هي الطاقة الفعلية التي يمكنك استخدامها؛ فالمحول الكهربائي هو الحد الأقصى. عشرة شواحن بقدرة 60 كيلوواط تُعطي نظريًا طاقة إجمالية قدرها 600 كيلوواط، لكن محول المحطة قد لا تتجاوز قدرته 400 كيلو فولت أمبير. تشغيل جميع الشواحن بكامل طاقتها في الوقت نفسه سيؤدي إلى زيادة الحمل على المحول. هذه ليست مشكلة في الشواحن، بل مشكلة في ربط الشبكة، وتحديثات الشبكة تستغرق عادةً شهورًا وتُمثل بندًا هامًا في الميزانية.

باختصار، تتمثل عملية شحن المستودعات في توزيع الطاقة على كل شاحنة في الوقت المحدد خلال فترة ثماني ساعات، وذلك باستخدام محول ذي قدرة محدودة. تحدد المعدات الحد الأقصى، بينما يحدد الجدول الزمني إمكانية الوصول إليه.

4. ما الذي يوفره لك التخطيط فعلياً: ثلاث ركائز

الرافعة الأولىيُفضّل نقل شحن الشاحنات إلى ساعات خارج أوقات الذروة. تُسعّر معظم أسواق الكهرباء التجارية ساعات الذروة وخارجها بشكل مختلف، وغالبًا ما يكون سعر الكهرباء ليلًا نصف سعر الذروة أو أقل. أربعون شاحنة تستهلك 2100 كيلوواط/ساعة ليلًا، حتى لو تم نقل نصف استهلاكها من ساعات الذروة إلى ساعات خارج الذروة، توفر مبلغًا كبيرًا من تكلفة الكهرباء السنوية. بدون جدولة، تشحن الشاحنات عند وصولها، وبالتالي لا يتم استغلال ساعات الذروة. أما مع الجدولة، فيتركز الشحن الليلي تلقائيًا في أرخص الساعات.

الرافعة الثانيةتسطيح منحنى الطاقة وتجنب ترقية المحول. نفس الأربعين شاحنة، نفس الـ 2100 كيلوواط ساعة، نفس الثماني ساعات. بدون جدولة، يتم توصيل جميع الشاحنات في وقت واحد، وقد يصل ذروة الطلب إلى 600 كيلوواط، لذا يجب أن يكون حجم المحول مناسبًا لـ 600 كيلوواط. مع الجدولة، يتوزع الحمل على مدار الليل، وتبقى الذروة أقل من 400 كيلوواط، وقد يكون المحول الحالي كافيًا، وتختفي تكلفة الترقية. نفس الأسطول، نفس الطاقة، استثمار مختلف تمامًا في الشبكة.

المستوى الثالثيُعطى الأولوية لوقت المغادرة. لا تغادر جميع الشاحنات في نفس الساعة. يجب أن تمتلئ المجموعة الأولى التي تنطلق في الساعة الخامسة صباحًا أولًا. يمكن للشاحنات التي تنطلق في الساعة التاسعة صباحًا أن تشحن لاحقًا وبشكل أبطأ. يوزع نظام الجدولة الطاقة حسب ترتيب المغادرة بحيث تصل كل مركبة إلى مستوى الشحن المطلوب قبل مغادرتها. لا يمكن لنظام التوصيل العشوائي تحقيق ذلك.

5. عندما يصل المحول إلى أقصى طاقته: التخزين كرافعة رابعة

أحيانًا لا يستطيع المحول الحالي تلبية احتياجات أسطول القطارات حتى بعد جدولة التشغيل، ولا يمكن تحديثه هذا العام. في هذه الحالة، تبرز أهمية وجود بطارية احتياطية. تُشحن البطارية خلال ساعات انخفاض الطلب، ثم تُفرغ شحنتها إلى أجهزة الشحن خلال فترة الذروة المسائية، مما يضمن حصول المحطة على حمل ثابت ومعتدل من الشبكة طوال الليل.

التخزين ليس حلاً تلقائياً، فهو يُضيف تكلفة رأسمالية ونظاماً ثانياً للصيانة. ولكن عندما يكون اتصال الشبكة هو العائق الرئيسي، ولا يمكن نقل النظام، يُمكن للبطارية أن تُوفر لك نفس سعة الأسطول بجزء بسيط من تكلفة ترقية المحول ووقت الانتظار. احسبها بنفس الطريقة: ما يحتاجه الأسطول ليلاً، مطروحاً منه ما يُمكن للمحول توفيره، هو ما يجب أن تُغطيه البطارية.

6. كيف يعمل من الناحية التقنية

جدولة الشحن ليست عملية معقدة، بل هي بروتوكول قياسي لإدارة الشحن. يتضمن بروتوكول OCPP 1.6J مجموعة ميزات الشحن الذكي، التي تُمكّن أجهزة الشحن ومنصة إدارة الشحن من التفاوض على الطاقة وفترات الشحن في الوقت الفعلي. على مستوى المستودع، يقوم نظام موازنة الأحمال الديناميكية (DLB) بتوزيع الطاقة عبر المحول، مما يمنح المزيد للشاحنة التي تحتاجها الآن، ويقلل الطاقة للشاحنة التي يمكنها الانتظار. تُصدر المنصة خطة شحن، وتُنفذها أجهزة الشحن، وفي الصباح تكون كل شاحنة في مكانها المُخصص.

هناك سؤال واحد يجب طرحه قبل الشراء: هل يدعم الشاحن الخاص بك جدولة الشحن عبر المنصة، أم أنه يحمل فقط ملصق OCPP؟ تدّعي بعض الوحدات التوافق مع OCPP مع رسائل أساسية فقط، دون تطبيق ميزة الشحن الذكي، ولا يمكن لأي منصة جدولة هذه الرسائل مهما كان البرنامج متطورًا.

7. لا يُعدّ وضع جدول زمني حلاً سحرياً.

يُحدد الجدولة كيفية تقسيم الطاقة وتوقيت ذلك. لكنه لا يحل ثلاثة أمور:

• التأخر في التسليم. الشاحنة التي تعود في الساعة الواحدة صباحاً يتبقى لها خمس ساعات فقط، وليس ثماني ساعات. الجدول الزمني يبذل قصارى جهده، لكن قوانين الفيزياء لا تتغير.

• الظروف الجوية القاسية. في موجات البرد القارس، تقل كفاءة البطاريات في استقبال الشحن، مما يعني أن نفس الطاقة تستغرق وقتًا أطول. لذا، يجب أن يكون هناك هامش أمان.

• عطل في الأجهزة. عندما يتعطل أحد أجهزة الشحن، يتعين على شاحناته الانتقال إلى وحدة أخرى، ويتعين على النظام إعادة التخطيط تلقائيًا.

لذا، اترك هامش أمان في الخطة. فالعمل بكامل طاقته خلال الساعات الثماني هو ما يُحوّل يومًا عاديًا إلى انقطاع في الخدمة. أما التخطيط لسبع ساعات فعّالة مع ساعة احتياطية فهو الأسلوب الأمثل.

8. كيف نتعامل مع الأمر

عند تصميم مستودع شحن لأحد العملاء، يكون الترتيب دائمًا كالتالي: الشبكة أولًا، ثم الطاقة، وأخيرًا أجهزة الشحن. ننظر إلى قدرة المحول على توفير الطاقة، ثم احتياجات أسطول المركبات ليلًا، ثم نحدد طاقة الشحن وما إذا كان التخزين ضروريًا.

تعمل شواحن التيار المستمر لدينا بتقنية OCPP 1.6J مع فتح ميزات الشحن الأساسية والذكية، مما يجعلها غير مرتبطة بمنصتنا الخاصة ويمكن جدولة شحنها بواسطة أنظمة إدارة الشحن الرئيسية. يُعدّ توازن الأحمال الديناميكي ميزة قياسية في جميع شواحن التيار المستمر، ما يعني أن محطة شحن متصلة بمحول كهربائي محدود الطاقة يمكنها خدمة عدد أكبر من الشاحنات ضمن طاقتها الحالية. مدة التسليم حوالي 30 يومًا، لذا لن يتأخر قرار الشراء لمدة ستة أشهر.

إذا كانت شبكتكم الكهربائية الحالية تُجري هذه الحسابات، فأرسلوا لنا بيانات حجم الأسطول، والمسافة المقطوعة يوميًا، وسعة المحول. سنخبركم ما إذا كانت شبكتكم الحالية قادرة على استيعاب أسطولكم، أو ما إذا كان يجب نقل المحول.

احسب التكلفة قبل شراء الشواحن. سيكون ذلك أوفر من تعلم الحساب لاحقاً.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن تكلفة وفترة استرداد تكلفة تشغيل محطات شحن الأسطول، يمكنك الاطلاع على أحدث أداة حساب لدينا – حاسبة التكلفة الإجمالية للملكية, انقر على الرابط.