Editor in Chief: Ismael  Alwaely

Editorial secretary: Samer  Al-Saedi

Journalist: Makram   Salih

Journalist: Saif  Alwaely

Journalist: Ibnyan   Azeezalqassab

Editor: Aboalhassan   Alwaely

Reporter: Abdulhameed   Alismaeel

مقالات وأبحاث
الاثنين, أيار 1, 2023
الثلاثاء, نيسان 25, 2023
الأربعاء, نيسان 19, 2023
السبت, نيسان 15, 2023
الجمعة, نيسان 1, 2022
الأحد, آذار 13, 2022
الأربعاء, شباط 16, 2022
الثلاثاء, شباط 15, 2022
السبت, حزيران 3, 2017
السبت, أيار 20, 2017
السبت, أيار 13, 2017
الجمعة, أيار 12, 2017
الاثنين, أيار 1, 2017
1
2
3
4
5
6
   
السيارات الكهربائية ، لماذا اليوم وليس بالأمس ؟ المزايا ومبدأ العمل
السبت, تشرين الأول 1, 2016
ماجد الخفاجي

تعود فكرة السيارات الكهربائية ، الى نحو قرن من الزمان ، لكنها لم تلقَ رواجا بسبب الصعوبات التقنية ، وتشمل ضخامة البطاريات وعدم تطور المحركات الكهربائية ، كونها ذات عزم ضعيف لا يقارن بالسيارات ذات محرك الأحتراق الداخلي رباعي الأشواط (4 Stroke Engine) ، مما جعلها غير مجدية عمليا .
هكذا تلاشت فكرة السيارات الكهربائية أمام طوفان السيارات ذات محرك الأحتراق الداخلي ، وتعتبر سيارة (كارل بينز) الألماني ، أول سيارة تدب على الأرض بثلاث عجلات تعمل بالبنزين (الكازولين Gasoline) ، وذلك عام 1885 ، وصنع قبل هذا التاريخ سيارة تعمل على الكحول ، ثم سوّقها تجاريا عام 1888 ، على عكس ما هو شائع من أن (هنري فورد) صنع أول سيارة ، فقد كان ذلك عام 1903، وقد انطلت علينا هذه المغالطة في مناهج اللغة الأنكليزية في المرحلة المتوسطة !.
منذ ذلك الحين ، لم يطرأ تغيير جوهري على محرك السيارة ، مجرد مكابس تتحرك بصورة متزامنة مع الصمامات (الولفات) ، ويقوم المحور القلاب بتحويل الحركة الترددية للمكابس الى حركة دائرية بواسطة أذرع التوصيل (Connecting Roads )، تُنقل هذه الحركة الى صندوق التروس (Gear Box) ، ثم للعجلات ، ثم طرأ بعض التغيير ، كتحويل صندوق التروس من اليدوي الى الأوتوماتيكي في ستينيات القرن الماضي ، ومنذ حوالي العقدين من الزمان ، اختفت (الكابريتة Carburetor) ، ليحل محلها نظام حقن الوقود المباشر (النوزلات  Fuel Injection) ، ودخلت الألكترونيات بقوة في السيطرة على عمل المحركات ، مما زادت من كفاءة المحرك ، والتي لم تتجاوز لحد الآن 25% ، بسبب ضياع جزء كبير من الطاقة الحرارية في نظام تبريد المحرك والأحتكاك  .
كان الوقود رخيصا ومتوفرا ، خصوصا من المستعمرات التي كانت تدور في فلك الدول الكبرى الصناعية ، وبدأ لوبي النفط والطاقة بالنمو حتى شكّل ماردا أقتصاديا بحيث صاغ السياسة التوسعية لتلك البلدان التي تحولت الى مصادر للطاقة ، وبنفس الوقت سوقا واعدة للسيارات ، وصار هذا اللوبي صاحب الحل والعقد في مختلف نواحي البحوث التكنولوجية ، منها التضييق على تمويل البحوث التي تتناول الطاقة البديلة بأعتبارها منافسا ، ومنها السيارات الكهربائية ، مما سبب تأخرها كل هذه المدة .
في تسعينيات القرن الماضي ، قامت (فورد) بصنع نماذج تجريبية لسياراتها الكهربائية ، وقد بيع العديد منها الى المستهلكين ، فنالت الأستحسان ، لكونها متطورة ولا تحمل النمط المتعارف عليه للسيارات الكهربائية وهو البطء ، وضعف التسارع ، لكن المستهلكون فوجئوا بسحب هذه السيارات من قبل الشركة بخطوة مريبة ، ليتم اتلافها ، مما ترك علامات استفهام كبيرة على تلك الخطوة ، أحدى الأجابات من قبل الجرائد الرسمية الغربية ، عزت السبب الى قيام الشركة ببيع منتوجها دون اذن وموافقة لوبي النفط والطاقة ، لأن (توقيت) انتاجها لم يحن بعد !.
وبقي التمويل الخاص بالابحاث يرزح تحت الضغوط ، فكان متواضعا ومتفرقا ، حتى ظهور الضوء الأخضر من هذا اللوبي ، بسبب التلوث البيئي غير المسبوق ، وضغط المنظمات البيئية ، بالأضافة الى سبب سياسي رئيسي ، وهو خفض سعر برميل النفط ، كان هذا الضوء الأخضر ، أيذانا بسباق محموم للبحوث وقد رصد المال الكافي لها ، هكذا جائت هذه الخطوة متأخرة .
ان تطور السيارة الكهربائية ، يعود لثلاثة أختراعات ثورية ، أولهما البطارية ، فقد كان وزن البطارية الحامضية عالٍ جدا بالنسبة لطاقتها ، حتى ظهور بطاريات جديدة وهي على التوالي ، بطاريات الليثيوم – بوليمر ، الليثيوم- آيون ، ثم الليثيوم- هواء ، والتي تتمتع بخفة الوزن نسبة  للطاقة ، أي ان بطارية ليثيوم بربع وزن البطارية الحامضية تعطيان نفس القدرة ، لكن يبقى فلز الليثيوم غالي الثمن لندرته ، مع خطورة التعامل معه ، وهو يستخدم في الهواتف الجوالة ، وسمعنا منذ سنين ، عن توفر تقنيات جديدة للبطاريات واعدة ورخيصة الثمن ، لكن يبدو أن وقت (أطلاقها) لم يحن بعد !.الأختراع الثاني ، هو المحركات ، وبالذات اكتشاف نوع من المغانيط الخارقة التي تسمى (نيوديميوم Neodymium) ، والتي تتألف من سبيكة معدنية ، بأمكان 4 انجات مربعة منها أن تتحمل وزن رجل معلّق بها !.
بقيت مشكلة يجب تذليلها ، فنحن نعرف اننا نتعامل مع تيار مستمر (DC) ، ومحركات التيار المستمر تحتاج ال فرش (فحمات Brushes) ، وهي استهلاكية ، كما انها غير ملائمة للحصول على سُرَع متغيرة خصوصا عند العزوم العالية ، لهذا فكُر المهندسون باستخدام محركات التيار المتناوب ثلاثي الأطوار (3 phase AC) ، وفي هذه الحالة يكون الملف هو الجزء الثابت (Stater) ، والجزء المتحرك (Rotor) هو الجزء الخارجي ، وهو عبارة عن اسطوانة ، تثبت فيها المغانيط الخارقة من الداخل ، وخير مثال على ذلك ، مراوح التبريد الخاصة بالحاسوب ، ويسمى هذا المحرك (Brushless Motor) أي المحرك الخالي من الفحمات .
وهنا جاء دور الأختراع الثوري الثالث ، وهو أختراع جيل من الترانزستورات التي تسمى (Insulated Gate Bipolar Transistor ,IGBT) ، والتي تمتاز بالتعامل مع التيارات العالية جدا ، مع دوائرسيطرة ، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر للبطاريات الى تيار متناوب ثلاثي الأطوار ، بعملية تشبه أداء (العاكس Invertor ) ، وتكون دواسة السرعة (Accelerator) عبارة عن مقاومة متغيرة تتحكم بعرض النبضة المغذية للمحرك ، وكلما كان عرض النبضة كبير (زمنيا) كلما ازدادت السرعة ، والعكس بالعكس وتكون عزوم هذه المحركات عالية وثابتة تقريبا عند أي سرعة ، لهذا لا تحتاج الى صندوق تروس ، وهذه ميزة مهمة جدا ، لأن هذه المحركات لها القابلية على بذل عزم للحركة من السكون ، وهي شبه مستحيلة في حالة المحرك الميكانيكي ، الذي عليه ربح عزم البدء من السكون بخسارة لسرعة المحرك (نمرة 1) لعصا صندوق التروس ، هكذا اُنتجت محركات ذات كفاءة تزيد عن 80% وبقوة حصانية عالية بالنسبة لوزنها ، فبينما كان المحرك الميكانيكي الذي يعطي 80 حصان ، يزن 200 كغم ، فبأمكان محرك كهربائي أن يعطي نفس القوة الحصانية لكن بوزن 40 كغم ، لكن يبقى وزن البطاريات هو المعضلة الكبرى ، فقد يزيد وزنها عن 200 كغم ، بالأضافة الى حاجة السيارة المستمرة للشحن دوريا ، ولا تستطيع السير لأكثر من 200 كم بعد كل عملية شحن .
من الممكن تزويد السيارة بمحرك كهربائي واحد وناقلات للحركة الى العجلات ، أو بأستخدام محرك كهربائي صغير عند كل عجلة ، وقد انتجت سيارات كهربائية (مثل سيارة تيسلا Tesla) تفوقت على سيارات الأداء العالي التقليدية ، من ناحية معيار التسارع (من صفر الى 100 كم/ساعة) ! ،للسيارة الكهربائية ميزات كثيرة ، منها الكفاءة العالية ، لأن القدرة الضائعة قليلة بسبب قلة الأجزاء المتحركة ، وخلوها من صندوق التروس ، ولا يحتاج المحرك الا الى تبريد بسيط جدا لملفاته ، ولا تطلق قدرة ضائعة على شكل حرارة من (راديتر) السيارة التقليدية ، كما انها لا تحتاج الى زيت المحركات ، أو سوائل التبريد ، وان محركها لا يدور على الدوام كالسيارات التقليدية عند التوقف (Idler speed) في الأختناقات المرورية ، بل يتوقف نهائيا ليوفر الطاقة ، كما أن المكابح (Brake) في السيارات الكهربائية لا تبدد الطاقة على شكل حرارة في (الفلنجات) كالسيارات التقليدية ، لكن حاسوب السيارة الكهربائية يحول المحرك الى كابح ثقيل عند ضغطك على دواسة التوقف ، ويعمل كمولدة شحن لأعادة التيار الناتج عن الكبح الى البطاريات ، كذلك خلوها تماما من الضجيج ومن العوادم الملوّثة .
للأسف الشديد ، يخضع سوق السيارات لدينا الى رغبات التجار الذين لا هم لديهم سوى الربح ، لهذا نرى الكثير من السيارات المرموقة صناعيا كسيارات (ميتسوبيشي) و(مازدا) ، قليلة التداول في شوارعنا حتى أن (اهل المعارض) يسمونها (سرطان) ! ، والسبب عدم استخدام المعايير العلمية للتصليح لدينا ، وينتج عنه الجهل ، واناس أعداء ما جهلوا ، وكأنهم أكثر نباهة من اليابانيين ! ، لذا لا يتم توفير المواد الأحتياطية ، ولا أدري كيف سيكون موقفهم من السيارات الكهربائية ، وانا أراها مثالية للتعامل مع الزحامات المرورية ، وأداء كل الجولات الضرورية ، وأنت ترى سيارات صامتة تتجول ، لكن المصيبة ، حاجتها للتيار الكهربائي (حوالي 10-12 أمبير لمدة 12 ساعة) عند كل 200 كم ، لكن من أين نأتي بها ؟! ، لكن يمكن شحنها كهربائيا عند توفر الطاقة ، أو استخدام الخلايا الشمسية الثابتة ، او المتحركة بأستغلال سقفها (القمارة) . 

مقالات اخرى للكاتب

 
أضف تعليق
نطلب من زوارنا اظهار الاحترام, والتقيد بالأدب العام والحس السليم في كتابة التعليقات, بعيداً عن التشدد والطائفية, علماً ان تعليقات الزوار ستخضع للتدقيق قبل نشرها, كما نحيطكم علماً بأننا نمتلك كامل الصلاحية لحذف اي تعليق غير لائق.
الاسم :

عنوان التعليق :

البريد الالكتروني :

نص التعليق :

1500 حرف المتبقية
أدخل الرقم من الصورة . اذا لم تستطع القراءة , تستطيع أن تحدث الصورة.
Page Generation: 0.48142
Total : 101