جایگاههای تخلیه بار به عنوان ایستگاههای شارژ برای سیستم تحویل بار شهری مبتنی بر EFV – مثالی از شچچین
مشکل عملیات لجستیک شهری در زمینه تأثیر آنها بر محیط زیست به چالش کلیدی تبدیل شده است. به همین دلیل، علاقه فزایندهای به افزایش استفاده از سوختهای جایگزین، از جمله وسایل نقلیه برقی وجود داشته است. با این حال، یک مانع مهم برای استفاده از وسایل نقلیه باری برقی (EFV)، برد سفر و ظرفیت باتری آنهاست. این مقاله بر ایده بهبود استفاده از EFV با پیادهسازی ایستگاههای شارژ در جایگاههای تخلیه بار متمرکز است. ابتدا، نویسندگان کارایی وسایل نقلیه انتخاب شده را در طول کار روزانه تجزیه و تحلیل کردند. در مرحله بعد، با توجه به فرآیندهای شارژ کوتاه مدت انجام شده در طول عملیات تحویل، با استفاده از سیستمهای شارژ ارائه شده در جایگاههای تخلیه بار، بهبود بالقوه برد سفر آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. علاوه بر این، مفهوم استفاده از شارژرهای بیسیم به عنوان چالشی برای کارهای آینده پیشنهاد شد. طبق تجزیه و تحلیل، استفاده از جایگاههای تخلیه بار مجهز به شارژرهای باتری کوتاه مدت میتواند برد سفر EFVها را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. در نتیجه، میتواند کارایی وسایل نقلیه الکتریکی را در تحویلهای مسافت آخر در مناطق شهری بهبود بخشد.
مقدمه
یکی از منابع اصلی انتشار آلایندهها در شهرها، حمل و نقل شهری [1،2] است، از جمله حمل و نقل بار شهری که ردپای اکولوژیکی بسیار مهمی را ایجاد میکند [3،4]. تجزیه و تحلیل راهحلهای پشتیبانی از لجستیک شهری در زمینه تأثیر آن بر محیط زیست انجام میشود، به ویژه از آنجایی که منافع گروههای مختلف ذینفع اغلب متناقض است [5،6]. از این رو، در سالهای اخیر، علاقه فزایندهای به افزایش کارایی سیستمهای تلهماتیک حمل و نقل [7] و استفاده از وسایل نقلیه با سوخت جایگزین در حمل و نقل بار در مناطق شهری، به عنوان مثال، وسایل نقلیه مجهز به درایوهای برقی [8،9،10] وجود داشته است.
پیشرفت وسایل نقلیه الکتریکی یک واقعیت است. بسیاری از تیمها و گروههای تحقیقاتی روی این موضوع کار کردهاند و ردپای کربن، یعنی تأثیر بر محیط زیست، و جنبههای اقتصادی مرتبط با پیادهسازی وسایل نقلیه الکتریکی را تجزیه و تحلیل کردهاند. طبق گفته کواک و همکارانش [11]، هزینه شارژ باتری در وسایل نقلیه الکتریکی (EV) تقریباً 6 برابر کمتر از هزینه سوخت احتراق شده توسط وسایل نقلیه موتوری است، با فرض اینکه کم و بیش مسافت طی شده توسط هر دو نوع وسیله نقلیه یکسان باشد. علاوه بر این، وسایل نقلیه الکتریکی هزینههای بیمه کمتری دارند، ساختار موتور سادهتری دارند (که به معنای هزینههای نگهداری کمتر است)، امکان جابجایی و پارک کردن در مراکز شهر را بدون هزینههای اضافی فراهم میکنند و سطح سر و صدا و آلودگی کمتری ایجاد میکنند، که این امر (از نظر اقتصادی و زیستمحیطی) نگهداری ناوگان بزرگ EV را به جای ناوگان ICEV (وسیله نقلیه موتور احتراق داخلی) [12،13] منطقیتر میکند، با وجود هزینه اولیه بالاتر سرمایهگذاری، یعنی هزینه بالاتر خرید وسایل نقلیه الکتریکی [14،15]. سیرپینسکی در [16]، با تجزیه و تحلیل پتانسیل خودروهای برقی در حمل و نقل مسافر و بار، نشان داد که با توجه به مسافتهای طی شده توسط خودروهای برقی تجاری و برنامههای سفر اعمال شده، خودروهای برقی برای استفاده در لجستیک شهری و همچنین برای اهداف تحویل «آخرین مایل» از پیش تعیین شدهاند. با وجود همه این مزایا، سهم خودروهای برقی در ناوگانهای تجاری بسیار کم است [17]، در حالی که ابتکارات با هدف افزایش استفاده از خودروهای برقی در حمل و نقل بار، نتایج مورد انتظار را به همراه نداشته است [18،19].
سوال این است: چرا چنین است؟ با وجود دههها توسعه موتورهای الکتریکی [20]، مشکل اساسی، ذخیره انرژی الکتریکی در وسایل نقلیه و فرآیند نگهداری آن است. مهندسان در تلاش بودهاند تا باتریهایی را توسعه دهند که نسبتاً سبک وزن باشند و بتوانند به سرعت شارژ شوند [21]. در عین حال، زیرساختهای شارژ خودروهای برقی در حال توسعه هستند [15] تا امکان استفاده از این نوع وسایل نقلیه در مسافتهای طولانیتر، بدون نیاز به توقف خودرو برای ساعتها در طول روز و در نتیجه از کار افتادن آن، فراهم شود. اگرچه نویسندگان مطالعات تحقیقاتی مختلف، خودروهای برقی را به عنوان جایگزین خوبی برای حمل و نقل بار محلی توصیف میکنند [22،23]، نویسندگان این مقاله بر استفاده مؤثرتر از خودروهای برقی در تحویل “آخرین مایل” کالا تمرکز دارند.
ایده مطرحشده در این مقاله بر ادغام هر دو راهکار – حملونقل الکتریکی و جایگاههای تخلیه بار – متمرکز است. فرض اصلی این مطالعه، نشان دادن امکانسنجی استفاده از ایستگاههای شارژ کوچک در مناطق تخلیه بار بود که برد وسایل نقلیه باری الکتریکی (EFV) را چند کیلومتر افزایش میدهد. نویسندگان مفهوم کلی سیستم، انتظارات فنی و بخش اول تحلیل را معرفی کردند. این نتیجه مرحله اول کارهایی است که تحت پروژه بینالمللی به نام EUFAL (حملونقل و لجستیک شهری الکتریکی) انجام شده است که توسط ERA-NET Cofund Electric Mobility Europe تأمین مالی میشود. ساختار مقاله به شرح زیر است: بخش 2 بر بررسی ادبیات اقدامات لجستیک شهری انتخابشده، جایگاههای تخلیه بار و توسعه وسایل نقلیه باری الکتریکی و مروری کوتاه بر سیستمهای شارژ خودروهای برقی متمرکز است. بخش 3 چارچوب مفهومی کلی تحقیق ارائه شده را شرح میدهد. بخشهای بعدی مقاله، نتایج آزمایشهایی را پوشش میدهد که شامل استفاده از خودروهای الکتریکی انتخابشده و شبیهسازی قابلیت استفاده از شارژ کوتاهمدت در طول فرآیندهای تحویل، با هدف افزایش برد EFV و همچنین بحث مربوط به کارهای آینده با تمرکز بر استفاده از سیستمهای شارژ بیسیم در مفهوم پیشنهادی است. مقاله با خلاصهای شامل نتیجهگیری و بحث در مورد دستاوردها به پایان میرسد.(منبع).