محققان دانشگاه تگزاس در ال پاسو (UTEP) در حال توسعه فناوری هستند که می‌تواند به خودروهای برقی (EVs) امکان شارژ در حین حرکت را بدهد.
یک تیم تحقیقاتی UTEP با همکاری مهندسان در حال توسعه جاده‌های انتقال نیروی بی‌سیم دینامیک (DWPT) است. این فناوری فرستنده‌های پد را در سطح جاده‌ها جاسازی می‌کند و به خودروهای برقی امکان شارژ در حین رانندگی بدون نیاز به اتصال سیمی را می‌دهد.
تیم UTEP به طور خاص بر روی مدل‌سازی تقاضای بار بر روی شبکه برق کار کرده است تا این فناوری به صورت بی‌وقفه کار کند.
مندال گفت: "حوزه حمل و نقل برقی در حال توسعه است و مدل‌سازی تقاضای بار بر روی شبکه برق ما بخش بسیار مهمی از این کار است." او ادامه داد: "پژوهش ما درک جامعی از روش‌های جدید شارژ خودروهای برقی را برای اطمینان از استفاده پایدار از زیرساخت‌های حمل و نقل همراه با تأسيسات نيروي برق فراهم خواهد کرد."
شارژ بدون درز خودروهای برقی
تکنیک‌های نوآورانه جدیدی در حال توسعه هستند تا شارژ خودروهای برقی را آسان‌تر کنند، زیرا پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰ سالانه ۷.۲ میلیون خودرو برقی فروخته شود. امروزه، بیشتر خودروهای برقی در خانه‌های برق یا ایستگاه‌های شارژ عمومی شارژ می‌شوند.
با این حال، امکانات شارژ عمومی کمیاب است و فناوری شارژ خانگی اغلب کند و برق‌بر است. این محدودیت‌ها می‌تواند "اضطراب محدوده" را ایجاد کند و مانع از استفاده گسترده از خودروهای برقی شود.
تیم تحقیقاتی UTEP عضو یک ائتلاف مهندسی تحت حمایت وزارت انرژی و بنیاد ملی علوم است که بر روی یک بزرگراه DWPT تمرکز کرده است، فناوری‌ای برای شارژ خودروهای برقی حین حرکت. یک جاده DWPT پدهای فرستنده را در سطح جاده‌ها ادغام می‌کند و به خودروهای برقی امکان شارژ در حین رانندگی بدون نیاز به یک پریز برق را می‌دهد.
یکی از چالش‌های اصلی در پذیرش شبکه‌های DWPT بزرگ مقیاس، توسعه مدل‌های تقاضای بار به صورت کارآمد و دقیق است تا رفتار پیچیده در شبکه توزیع برق را به دلیل دشواری در توسعه شبیه‌سازی‌های الکترونیک قدرت برای سیستم‌های شارژ که از تعدادی پد فرستنده یا حجم بالای ترافیک تشکیل شده‌اند، درک کنند.
به گفته تیم، مهندسان، تامین‌کنندگان خدمات و دولت‌های محلی باید نیازهای انرژی آینده را درک کنند، که می‌تواند به دلیل عواملی همچون اندازه وسیله نقلیه، جریان ترافیک و طول جاده پیچیده باشد.
مدل‌سازی بار دینامیک
برای مواجهه با این چالش، محققان UTEP یک روش جدید برای تحلیل تقاضای بار به نام کانولوشن Toeplitz تعدیل یافته (mCONV) ایجاد کرده‌اند.
روش پیشنهادی مدل‌سازی دقیق سیستم‌های DWPT را، از چند پد فرستنده تا قسمت‌هایی از جاده که ده‌ها مایل (چندین کیلومتر) را شامل می‌شود، در حالی که بار محاسباتی پایین نگه داشته می‌شود، فراهم می‌کند. آزمایش‌های اولیه بر روی یک سیستم DWPT کوچک مقیاس دقت آن را تایید می‌کند قبل از اینکه آن را به شبکه‌های بزرگ‌تر اعمال کنند. برای مدل‌سازی بزرگ مقیاس، داده‌های واقعی جریان ترافیک برای تحلیل شبکه‌های DWPT که ۲-۱۰ مایل (۳-۱۶ کیلومتر) را پوشش می‌دهند، استفاده می‌شود.
مدل ریاضی به مهندسان کمک می‌کند که مصرف برق را با احتساب شرایط مختلف جاده، نوع وسیله نقلیه و الگوهای ترافیک، پیش‌بینی کنند و اطمینان حاصل کنند که DWPT به طور کارآمد در زیرساخت‌های موجود یکپارچه می‌شود.
علاوه بر این، یک تحلیل مقایسه‌ای در محیط‌های مختلف انجام می‌شود تا کارایی و دقت روش پیشنهادی را ارزیابی کند.
کینیت میسنر، رئیس دانشکده مهندسی در UTEP، در بیانیه‌ای گفت: "این مدل جدید به مقامات محلی و دولتی و همچنین تامین‌کنندگان خدمات کمک می‌کند که بدانند چه چیزی در اجرای جاده‌های DWPT دخیل است و راه را برای پذیرش گسترده‌تر خودروهای برقی باز می‌کند."
جزئیات مطالعه تیم در ژورنال IEEE Access منتشر شده است.
