توليد الكهرباء من عجلات السيارة

توليد الكهرباء من عجلات السيارة

تزداد أهمية السيارات الكهربائية وميزاتها في كل يوم، لكن تبقى مسألة المسافة التي يمكن لهذه السيارات أن تقطعها قبل إعادة شحن بطاريتها من العوامل الهامة التي تحد من انتشارها.. تم تطوير عدة تقنيات لدعم عملية الشحن المستمر للبطارية بحيث يتم الاستفادة من الطاقة الضائعة في العديد من الأوقات، ومنها الطاقة الناتجة عن الكبح حيث تتولد عادة طاقة حرارية لا بأس بها، وباستخدام تقنية توليد الطاقة من الكبح Regenerative braking سوف يتم التقاط الطاقة المتولدة على شكل ضياعات كالحرارة وإعادتها إلى البطارية.

وقد اكتشف المهندسون العديد من الطرق لالتقاط الطاقة مثل ماص الصدمات في حالة الضغط والارتداد rebound and compression of shock absorbers وتعتمد شركة Goodyear على هذه الطريقة في محاولة منها للاستفادة من تغيرات الضغط على الإطارات .

لقد أنفقت الشركة كجميع شركات إطارات السيارات الكثير من الوقت والمال لتطوير إطارات تمتاز بأقل مقاومة احتكاك ممكنة مع الاسفلت لتقليل استهلاك الوقود وزيادة المسافة التي يمكن للسيارات الكهربائية أن تقطعها.

آلية العمل المقترحة

يتم التقاط الطاقة وفق مفهوم BH-03 بطريقتين

الطريقة الأولى: يتم الاستفادة من ميزة العناصر البيزوكهربائية piezoelectricity وهي العناصر التي يسبب ضغطها توليد الكهرباء حيث تكون الشحنة الكهربائية متضمنة فيها وتظهر عند تعرض المادة للإجهاد الميكانيكي كالضغط والفتل. وبما أن الإطارات تتعرض للضغط المستمر عند دورانها فمن الممكن الاستفادة من ذلك.

إن العمل في هذا المجال مستمر لجمع هذه المواد المميزة مع المواد الأخرى المكونة للإطار بحيث نحافظ على الخصائص البيزوكهربائية بالإضافة للمرونة المطلوبة من الإطارات بشكل دائم.

الطريقة الثانية: هي توليد الكهرباء بالاستفادة من الحرارة وتسمى بالطريقة الكهروحرارية thermoelectricity حيث يتم تحويل الفرق في درجات الحرارة إلى جهد كهربائي. حيث نلاحظ أنه سواء وجدت الإطارات تحت أشعة الشمس أو في حالة دوران على الطريق فإنها ستولد حرارة.

تسعى شركة Goodyear إلى استخدام المواد الكهروحرارية لتوليد الكهرباء من الفرق في درجات الحرارة بين الأجزاء الحارة والباردة من المطاط المصنع للإطار. وهنا يبرز أيضاً التحدي في دمج هذه المواد المميزة مع المواد الأخرى بحيث تحافظ كلٌّ منها على خصائصه ولا نخسر مرونة أو متانة الإطار.

إذا استطاع مهندسو الشركة اكتشاف كيفية استخدام الإطارات لتوليد الكهرباء، ستكون الخطوة التالية استكشاف أفضل آلية للاستفادة من التيار المتولد ونقله من الإطار. أحد التطبيقات المنطقية هي استعمال حساسات طاقة ضمن الإطار لترسل معلومات حول ضغط الإطار ودرجة حرارته إلى حاسوب السيارة لتحسين الأداء وإرسال هذه الطاقة إلى البطارية عن طريق وصلة تجمع هذه الطاقة وتوصلها للبطارية.