Το μέλλον της ηλεκτροκίνησης: Οι στύλοι φωτισμού ως φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων

Η επόμενη μεγάλη επανάσταση στην ηλεκτροκίνηση ίσως δεν προέλθει από τα εργοστάσια των αυτοκινήτων, αλλά από τον δρόμο. Ερευνητές του Penn State παρουσίασαν ένα πρωτοποριακό μοντέλο που μετατρέπει τους υπάρχοντες στύλους φωτισμού σε σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων (EVs), προσφέροντας μια οικονομική, βιώσιμη και προσβάσιμη λύση για εκατομμύρια οδηγούς που δεν διαθέτουν ιδιωτικούς χώρους στάθμευσης.

Από το πρόβλημα πρόσβασης στη λύση του δρόμου

Παρότι τα ηλεκτρικά οχήματα μειώνουν σημαντικά το κόστος καυσίμων και τις εκπομπές ρύπων, η μαζική τους υιοθέτηση παραμένει δύσκολη, ειδικά για όσους ζουν σε πολυκατοικίες ή αστικά κέντρα χωρίς πρόσβαση σε ιδιωτικούς φορτιστές. Αυτήν ακριβώς την πρόκληση επιχείρησε να αντιμετωπίσει η ερευνητική ομάδα του Penn State, με επικεφαλής τον Xianbiao “XB” Hu, αναπληρωτή καθηγητή πολιτικών και περιβαλλοντικών μηχανικών.

Όπως εξήγησε ο Hu,

Οι περισσότεροι κάτοικοι αστικών περιοχών δεν έχουν γκαράζ, άρα ούτε και τη δυνατότητα να εγκαταστήσουν φορτιστές στο σπίτι τους. Οι στύλοι φωτισμού, όμως, είναι ήδη συνδεδεμένοι με ηλεκτρικό δίκτυο και ανήκουν στους δήμους, γεγονός που τους καθιστά ιδανικούς για να υποστηρίξουν υποδομές φόρτισης.

Η πιλοτική εφαρμογή στο Kansas City

Με τη χρηματοδότηση του U.S. Department of Energy και τη συνεργασία του Metro Energy Center, των τοπικών αρχών του Kansas City και του National Renewable Energy Lab, οι ερευνητές εγκατέστησαν 23 μονάδες φόρτισης σε υπάρχοντες στύλους φωτισμού. Το πείραμα διήρκεσε έναν χρόνο και τα αποτελέσματα, που δημοσιεύτηκαν στο Journal of Urban Planning and Development, ήταν εντυπωσιακά.

Οι «έξυπνοι» αυτοί φορτιστές αποδείχθηκαν όχι μόνο φθηνότεροι, αλλά και ταχύτεροι από τους παραδοσιακούς σταθμούς φόρτισης. Το κόστος εγκατάστασης ήταν δραστικά μειωμένο, αφού η υποδομή υπήρχε ήδη, ενώ η ταχύτητα φόρτισης ήταν μεγαλύτερη επειδή οι στύλοι αντλούν ρεύμα απευθείας από τα δημοτικά δίκτυα, χωρίς να επιβαρύνονται από ταυτόχρονες φορτίσεις πολλών οχημάτων, όπως συμβαίνει στους εμπορικούς σταθμούς.

Η μεταπτυχιακή ερευνήτρια Yuyan “Annie” Pan τόνισε ότι η αξιοποίηση των στύλων φωτισμού δεν προσφέρει μόνο ευκολία, αλλά και περιβαλλοντικά οφέλη. Τα οχήματα φορτίζονται εκεί όπου ήδη σταθμεύουν, μειώνοντας έτσι τις εκπομπές που προκαλούνται από άσκοπες μετακινήσεις προς σταθμούς φόρτισης, ενώ εξοικονομούνται και σημαντικές ποσότητες καυσίμων.

Η συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης

Το project δεν περιορίστηκε στη μηχανική πλευρά. Η ομάδα χρησιμοποίησε τεχνητή νοημοσύνη για να αναλύσει δεδομένα όπως η χρήση γης, η πυκνότητα στάσεων, τα σημεία ενδιαφέροντος και ο κυκλοφοριακός φόρτος, προκειμένου να προβλέψει πού θα υπήρχε μεγαλύτερη ζήτηση για φόρτιση.

Ο Yang “Chris” Song, τότε υποψήφιος διδάκτορας στο Penn State και νυν data scientist στην ElectroTempo, εξήγησε ότι «η κλίμακα εφαρμογής ήταν το πιο κρίσιμο στοιχείο. Θέλαμε ένα σύστημα που να μπορεί να λειτουργήσει όχι μόνο σε μια πόλη, αλλά να επεκταθεί εύκολα παντού».

Επιπλέον, η μελέτη ενσωμάτωσε το ζήτημα της ισότητας στην ανάπτυξη των υποδομών. Σύμφωνα με τον Song, η ομάδα φρόντισε ώστε η τοποθέτηση των φορτιστών να ωφελεί διαφορετικές συνοικίες και κοινωνικές ομάδες, εξασφαλίζοντας δίκαιη πρόσβαση σε καθαρή ενέργεια και βιώσιμη μετακίνηση.

Ένα μοντέλο που μπορεί να εφαρμοστεί παντού

Το ερευνητικό έργο δημιούργησε ένα τρισδιάστατο πλαίσιο βασισμένο σε τρεις άξονες: ζήτηση, εφικτότητα και οφέλη. Η μεθοδολογία αυτή επιτρέπει σε άλλους δήμους να επαναλάβουν το μοντέλο με ελάχιστες προσαρμογές, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ραγδαία εξάπλωση των δημόσιων φορτιστών παγκοσμίως.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να εμπλουτίσει το μοντέλο με κοινωνικοοικονομικά δεδομένα και πληροφορίες καιρού. Αυτοί οι παράγοντες, εξηγούν, επηρεάζουν σημαντικά τη συμπεριφορά των οδηγών και την απόδοση των μπαταριών. Οι περιοχές με χαμηλό εισόδημα ή περιορισμένη πρόσβαση σε υποδομές ηλεκτροκίνησης θα αποτελέσουν προτεραιότητα, προκειμένου να επιτευχθεί πιο δίκαιη ενεργειακή μετάβαση.

Στη μελέτη συμμετείχαν επίσης οι ερευνητές Tianjia Yang και Yuxin Ding από το Τμήμα Πολιτικών και Περιβαλλοντικών Μηχανικών του Penn State, συμβάλλοντας στην ανάλυση δεδομένων και στη βελτίωση των υπολογιστικών μοντέλων.

Το φως του δρόμου ως φως για το μέλλον

Η ιδέα να μετατραπούν οι στύλοι φωτισμού σε φορτιστές δεν είναι απλώς μια τεχνική καινοτομία, αλλά μια πράσινη στρατηγική με κοινωνική διάσταση. Συνδέει το καθημερινό αστικό τοπίο με τη βιωσιμότητα, αποδεικνύοντας ότι η υποδομή του μέλλοντος δεν χρειάζεται πάντα να χτίζεται από την αρχή.

Όπως τόνισε η ομάδα του Penn State, η λύση αυτή θα μπορούσε να αποτελέσει το θεμέλιο για ένα δίκτυο φόρτισης χαμηλού κόστους, διαθέσιμο σε όλους τους πολίτες, ανεξάρτητα από το εισόδημα ή τον τόπο κατοικίας τους.

[via]