مشهد بناء وتطوير محطات الشحن لشركات بيع النفط المكرر

زيادة سريعة في اختراق السوق للمركبات الكهربائية الجديدة

في السوق الصينية، على سبيل المثال، شهدت نسبة اختراق السوق للمركبات الجديدة للطاقة (NEVs) نمواً هائلاً، حيث ارتفعت من 5.8% في عام 2020 إلى 47% في عام 2024، مما يجعلها تستحوذ على ما يقرب من نصف سوق السيارات الجديدة (الشكل 1). إن هذا الاستبدال المتسارع للمركبات التي تعمل بالوقود بالمركبات الجديدة للطاقة يقدم تحديات كبيرة وفرصاً غير مسبوقة لصناعة محطات الوقود.

في الوقت نفسه، زاد عدد محطات شحن السيارات الكهربائية بوتيرة سريعة، حيث ارتفع من 1.681 مليون في عام 2020 إلى 8.596 مليون بحلول نهاية عام 2023 (الشكل 2). إن معدل نمو محطات الشحن يتجاوز قليلاً معدل نمو السيارات الكهربائية، مما أدى إلى انخفاض نسبة السيارات إلى المحطات من 2.93:1 في عام 2020 إلى 2.37:1 بحلول نهاية عام 2023. هذه الاتجاهات تعزز المنافسة في سوق الشحن. في المدن من المستوى الثاني وما فوق، أدى الصراع بين الطلب المتزايد على بنية الشحن التحتية وتناقص توفر الموارد الأرضية الرئيسية إلى ارتفاع كبير في أسعار الأراضي وتكاليف الإيجار. بالإضافة إلى ذلك، مع تقليص الدعم لبناء البنية التحتية، تواجه شركات بيع النفط المكرر الجديدة ضغوط تكاليف أكبر مقارنةً بمشغلي محطات الشحن الذين حصلوا على الأراضي وتوسعوا قبل عام 2021.

أنواع محطات الشحن لشركات بيع النفط المكرر

تُصنَّف مشاريع السيارات الكهربائية لشركات بيع الزيوت المكررة إلى مبادرات شحن في المحطات وخارج المحطات. عند دمج وظائف شحن السيارات الكهربائية في محطات الوقود، تتحمل محطات الوقود التكاليف الكامنة للأرض. تتطلب هذه العملية اعتبارًا شاملاً لعوامل مثل ملاءمة الموقع، وتوافر إمدادات الطاقة، ولوجستيات التركيب، والنقل. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتناغم الدمج مع مباني المحطة والبيئة المحيطة دون تعطيل عمليات منتجات النفط، مع الالتزام بمعايير صارمة للسلامة والبيئة والاقتصاد والصيانة.

بالنسبة لمشاريع الشحن خارج الموقع، فإن التحليل الشامل للعوامل الرئيسية أمر ضروري، بما في ذلك تكاليف توصيل الطاقة للمشروع، وحجم البناء، واختيار المعدات، ونفقات البناء، وإيجارات المحطات، جميعها مصممة لتناسب سيناريوهات تطبيق متنوعة. يجب أن تلتزم هذه المشاريع أيضًا بمتطلبات السلامة والبيئة والاقتصاد والصيانة الصارمة. على الرغم من أن مشاريع الشحن في الموقع وخارج الموقع تظهر هياكل تكلفة مختلفة، إلا أن تقليل التكاليف وتعزيز الكفاءة تظل من الضرورات الاقتصادية المحورية لكليهما. يتطلب بناء محطة الشحن اعتماد عقلية تطوير منخفضة التكلفة والالتزام بمبادئ الاستثمار الحكيم والمستهدف والفعال.

تقدم هذه المقالة نهجًا شاملًا، يأخذ في الاعتبار شروط الإيجار، وتصنيفات الموقع (في الموقع/خارج الموقع)، وأبعاد الموقع من ثلاث زوايا: تصميم التخطيط، واختيار المرافق، وتقنيات البناء. تهدف إلى توجيه شركات بيع النفط المكرر في بناء محطات الشحن منخفضة التكلفة، مما يخفف الأعباء المالية المرتبطة بتطوير وتشغيل شبكة الشحن (الجدول 1).

تحسين تصميم تخطيط محطات الشحن لشركات بيع النفط المكرر

مبادئ التخطيط

يجب أن يتوافق التخطيط الرئيسي لمحطات الشحن مع اللوائح والمعايير والأطر القانونية الوطنية والصناعية والمحلية الحالية. يجب أن يتماشى مع متطلبات التخطيط الحضري والإقليمي والطرقي. يجب أن يأخذ التخطيط أيضًا في الاعتبار أنماط استهلاك العملاء والبنية التحتية المحلية، مع تعظيم استخدام الأراضي من خلال التصميم القياسي، وتحسين المساحة الرأسية، والاستخدام الاستراتيجي للأراضي الهامشية. مستندًا إلى التحليل التجاري، يجب أن يأخذ التخطيط في الاعتبار المساحة القابلة للاستخدام، ونوع محطة الشحن، ونموذج الخدمة، والحجم لإنشاء مناطق وظيفية تلبي احتياجات العملاء بكفاءة.

تخطيط الكابل

يمكن تقسيم تكوينات الكابلات في محطات الشحن إلى ثلاثة أجزاء: من نقطة الاتصال عالية الجهد الخارجية إلى المحول، ومن المحول إلى أعمدة الشحن، وبين أعمدة الشحن. تمثل وصلة T عالية الجهد إلى المحول خطًا خارجيًا، ومن المستحسن تحديد هذه الوصلة ضمن 100 متر من المحول. تتطلب المسافات التي تتجاوز هذا الحد تقييمًا دقيقًا. يجب أن يكون المحول وأعمدة الشحن في مكان قريب؛ حيث أن تقليل المسافة بينهما إلى النصف يقلل من حجم هندسة الكابلات والاستثمار المرتبط بها بنسبة 50%.

هناك تكوينان رئيسيان لكابلات بين الكتل: التكوين أحادي الجانب والتكوين المركزي (يرجى الرجوع إلى الشكل أدناه).

بافتراض أن عرض مساحة الوقوف هو L، لطريقة التخطيط من جانب واحد، فإن طول الكابل هو:

بالنسبة للتوزيع الوسيط، فإن أطوال الكابلات هي:

من الواضح أنه تحت نفس ظروف الموقع ومساحة وقوف السيارات، يقلل التخطيط المركزي من طول الكابل بنسبة 50% مقارنة بالتخطيط أحادي الجانب. لذلك، يُفضل التخطيط المركزي، خاصةً للمواقع الكبيرة حيث تكون وفورات التكاليف أكثر وضوحًا. في المحطات التي تحتوي على عدد أقل من أماكن الشحن، حيث تكون متطلبات الكابل الإجمالية ضئيلة، يجب أن تعطي قرارات التخطيط الأولوية للتنسيق داخل المحطة والامتثال للوائح السلامة.

تخطيط المنشأة العام

من بين المرافق الرئيسية لمحطة الشحن، تكون مواقع نقطة الوصول ذات الجهد العالي ومحطة الشحن عادة ثابتة، بينما يوفر المحول وأكوام الشحن مجالًا للتحسين. على عكس الحدس، فإن وضع المحول في منتصف الطريق بين الاتصال T ذو الجهد العالي وأكوام الشحن هو خيار غير مثالي. على سبيل المثال، في إعداد كومة شحن بقدرة 480 كيلو وات، يكلف مد الكابلات من الاتصال T إلى المحول حوالي 510 يوان صيني/متر، وتكلفة مد الخط من المحول إلى كومة الشحن حوالي 1280 يوان صيني/متر، مع فرق سعر يبلغ 770 يوان صيني لكل متر. لذلك، يُوصى بتركيب المحول بالقرب من أكوام الشحن.

وبالمثل، يجب أن تكون أعمدة الشحن موجودة بالقرب من منطقة الشحن قدر الإمكان. إذا كان جهاز الشحن المنفصل قريبًا من المحول من نوع الصندوق، فسيتم تمديد الكابلات الثلاثة ذات الجهد المنخفض المستمر في نفس الوقت. كلما زاد عدد أجهزة القيادة، زادت الفجوة في التكاليف. نظرًا لأن خطوط التيار المستمر تعاني عمومًا من خسائر طاقة أعلى من خطوط التيار المتردد، حتى إذا لم يكن من الممكن وضع المحول بجوار أماكن وقوف السيارات، يجب وضع أعمدة الشحن بالقرب قدر الإمكان لتقليل الخسائر.

تحسين اختيار مرافق محطات الشحن لشركات بيع النفط المنتهي

محول، كومة الشحن، وتكوين مسدس الشحن

لتقليل تكاليف ترقية سعة المحولات، يجب زيادة معدل تحميل المحول بشكل معتدل. يُوصى بتكوين معدل تحميل المحول داخل وخارج المحطة بنسبة 1:1، باستثناء المتطلبات الخاصة لمكتب إمداد الطاقة. بالنسبة للمحطات التي تحتوي على محولات ذات سعة زائدة، يجب تكوين أنظمة إدارة ذكية مثل "وحدات التحكم في الشحن المرتب" في خزانة التحكم الرئيسية للشحن لتجنب خطر زيادة التيار وتقليل التأثير على المحول. أخذًا في الاعتبار مثال عمود شحن بقدرة 720 كيلو وات، يُوصى بتكوين مجموعة طرفية كاملة من 2 بندقية شحن فائق + 10 بنادق شحن سريع.

يجب أن تتطابق إعدادات الطاقة لعمود الشحن السريع وفقًا لنماذج الخدمة الرئيسية لمحطة الشحن المقترحة، ويجب أن تكون نسبة توزيع الطاقة لمسدس الشحن متسقة مع نسبة أنواع المركبات المختلفة التي يتم خدمتها. على سبيل المثال، إذا أخذنا في الاعتبار المخزون الحالي من السيارات الكهربائية والنماذج المتاحة في السوق، فإن منصات 400 فولت هي السائدة. خلال عملية الشحن، تتقلب الطاقة المستلمة من السيارة بين 40 كيلووات و70 كيلووات. مع الأخذ في الاعتبار الاستخدام المتزامن ومعاملات الطاقة لمسدسات الشحن والمركبات، يُوصى بمتوسط طاقة لمسدس الشحن يتراوح بين 40-80 كيلووات. على سبيل المثال، يكلف عمود شحن بقدرة 480 كيلووات ومزود بـ 8 مسدسات 25,200 يوان لكل مسدس، بينما يقلل تكوين 10 مسدسات هذا إلى 21,700 يوان - مما يوفر 3,500 يوان لكل موقف. إن إجراء بحث سوقي شامل خلال تخطيط المشروع أمر بالغ الأهمية لتجنب توفير الطاقة بشكل زائد والخسائر المرتبطة بذلك؛ وعادة ما يُنصح بمتوسط إنتاج عمود شحن يبلغ 50 كيلووات.

اختيار مادة الكابل

تأتي الكابلات لمحطات الشحن بنوعين: كابلات ذات نواة نحاسية وكابلات ذات نواة ألمنيوم، حيث تسود الكابلات ذات النواة النحاسية حاليًا في التطبيقات التي تتراوح بين محطات الوقود والأسلاك المنزلية إلى أكوام الشحن ومعدات التوزيع. على الرغم من أن كابلات النواة الألمنيوم تكلف حوالي ثلث كابلات النواة النحاسية، إلا أنها تتأخر في عدة جوانب حاسمة:

سعة حمل تيار أعلى: يسمح انخفاض مقاومة النحاس لكابلات النحاس بحمل 30% من التيار أكثر من كابلات الألمنيوم بنفس المقطع العرضي.

السلامة المعززة: تحت أحمال التيار المتطابقة، تولد كابلات النحاس حرارة أقل، مما يقلل من مخاطر الحريق.

فقدان الطاقة المنخفض: يقلل الموصلية الفائقة للنحاس من فقدان الطاقة.

مقاومة التآكل: توصلات الكابلات ذات النواة النحاسية تقاوم الأكسدة، مما يضمن أداءً مستقرًا، بينما تكون الوصلات ذات النواة الألمنيومية عرضة للفشل الناتج عن الأكسدة.

سهولة التثبيت: تسهل قابلية النحاس للتشكيل وقوته الميكانيكية العالية عمليات التوجيه والانحناء والتوصيل.

على سبيل المثال، يتسبب كابل نحاسي بطول 100 متر في فقدان 10 كيلو واط ساعة من الطاقة، بينما يفقد كابل ألومنيوم بنفس الطول 16.8 كيلو واط ساعة—أي أكثر بمقدار 1.68 مرة. على مدار عام، لا تتطلب الكابلات النحاسية أي صيانة، بينما تحتاج كابلات الألومنيوم إلى متوسط 8 إصلاحات بتكلفة 2000 يوان لكل منها. عند النظر في تكاليف دورة الحياة الكاملة، تتقارب النفقات الإجمالية لكلا النوعين، مما يجعل كابلات الألومنيوم أكثر ملاءمة للإعدادات الكهربائية المؤقتة على المدى القصير. باختصار، من منظور السلامة وتكاليف دورة الحياة الكاملة، يجب استخدام الكابلات النحاسية في محطات الشحن.

مراقبة المحطة، الإضاءة والحماية من الحرائق

بالنسبة لمحطات الشحن داخل المحطة، يُوصى بإعادة استخدام خزائن محطات الوقود الحالية ومحطات المراقبة، بينما تتطلب المرافق خارج المحطة خزائن مراقبة مخصصة، ومحطات، وأقراص صلبة للتخزين. يجب وضع كاميرات المراقبة في الزوايا، مع الحفاظ على مسافة آمنة من المعدات لضمان تغطية شاملة. كقاعدة عامة، تعتبر كاميرتان لكل 10 أماكن لوقوف السيارات كافية، مع إجراء التعديلات للمواقع غير المنتظمة. يجب تخزين اللقطات لمدة لا تقل عن 30 يومًا، أو كما تقتضي السلطات المحلية.

يجب أن تعطي أنظمة الإضاءة الأولوية للمصابيح عالية الكفاءة والموفرة للطاقة التي تلبي متطلبات تجسيد الألوان ووقت التشغيل، مع مستويات إضاءة تتوافق مع المعايير الصناعية. في المناطق المضيئة جيدًا، يمكن أن يقلل الاعتماد على الضوء المحيط من عدد التركيبات؛ حيث أن كثافة الإضاءة الداخلية بمعدل مصباح واحد لكل 5 أماكن لوقوف السيارات هي أمر شائع. يجب أن تلتزم تدابير مكافحة الحرائق باللوائح الوطنية والمحلية، بما يتناسب مع حجم المحطة وعدد أماكن الشحن. يُشجع على إعادة استخدام معدات مكافحة الحرائق غير المستخدمة من المحطات التي تم إيقاف تشغيلها. يتضمن الإعداد القياسي 2 طفاية حريق بوزن 5 كجم لكل 2 محطة شحن، مع وجود أزرار قطع الطوارئ وأنظمة إنذار اختيارية.

اختيار تكنولوجيا البناء لمحطات شحن شركات بيع النفط المكرر

إعداد حظيرة الشحن

يجب أن تتكيف إعدادات مواقف شحن السيارات مع الظروف المحلية وتنقسم إلى ثلاثة أنواع:

لا توجد مظلة: صفر تكلفة البناء لكل مكان لوقوف السيارات؛

غشاء شد منخفض التكلفة: 7,200 يوان لكل مكان لوقوف السيارات؛

هيكل فولاذي خفيف مدمج مع الطاقة الشمسية: حوالي 11,000 يوان لكل مساحة موقف. بالنسبة للمشاريع التي تأخذ التكلفة بعين الاعتبار، يُفضل الخيار الأول.

معالجة أرضية محطة الشحن

يتوفر خمسة أنواع من الأرضيات:

إعادة استخدام أسطح مواقف السيارات الحالية؛

أرضيات من الطوب العشبي؛

180 مم أسطح خفيفة الوزن وم hardened;

220 مم أسطح صلبة قياسية؛

أسطح صلبة معززة. عند إنشاء محطات الشحن، فإن إعادة استخدام الغطاء الأرضي الموجود يقلل من الاستثمار، مما يقلل التكاليف بمقدار 4500 يوان لكل بندقية شحن. إذا كان إعادة الاستخدام غير ممكن، يجب أن يتناسب اختيار الأرضيات مع ملف خدمة المحطة: تناسب الطوب العشبي المحطات المخصصة للمركبات الصغيرة فقط؛ تكفي الأسطح الصلبة الخفيفة للمواقع التي تتطلب التصلب؛ تستوعب الأسطح القياسية المركبات المتوسطة والصغيرة؛ والأسطح المعززة ضرورية لركن وشحن المركبات الكبيرة.

طلاء وحماية مساحة وقوف السيارات

تأتي علامات مواقف السيارات في شكلين:

رسم فقط بالخطوط (مع أرقام وعلامات شحن اختيارية)، يتميز بحدود بيضاء بعرض 150 مم؛

طلاء أرضيات PU المقاوم للانزلاق بتغطية كاملة (مثالي لمحطات المدن ذات الرؤية العالية)..

يجب أن تكون أعمدة مكافحة التصادم الخاصة بمحطات الشحن أنابيب فولاذية ملحومة عموديًا، موضوعة للسماح بالوصول للصيانة. يجب أن تكون ارتفاعات التركيب 600 مم للمركبات الصغيرة و1000 مم للمركبات المتوسطة والكبيرة. يجب أن تكون حواجز أماكن وقوف السيارات، المصنوعة أيضًا من الفولاذ الملحوم، بطول 2 م وارتفاع 150 مم، ومطلية بطلاء تحذيري عاكس.

طريقة مد الكابلات

تُستخدم ثلاث تقنيات شائعة لوضع الكابلات:

الدفن المباشر: يتم دفن الكابلات المدرعة مباشرة، مع استخدام أنابيب حماية فقط عند عبور الأسطح الصلبة أو الأساسات؛

خندق كابل الأرض: يتم وضع الكابلات في خنادق تم إنشاؤها على الأرضية الحالية؛

النشر السريع: أنظمة صناديق الكابلات المثبتة على السطح تتيح التركيب السريع وإعادة التمركز. بالنسبة للمواقع المفتوحة التي تتطلب تسوية الأرض وتصلبها، فإن الدفن المباشر هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة. عند إعادة استخدام الأرض الحالية، يجب أن تُعلم مقارنات التكلفة الاختيار بين طرق وضع الخنادق وطرق النشر السريع.

الخاتمة وآفاق المستقبل

تقدم هذه المقالة حلولاً مخصصة لبناء محطات شحن السيارات الكهربائية بتكلفة منخفضة عبر أنواع ومواقع وأحجام متنوعة. من خلال دمج تصميم التخطيط، واختيار المرافق، وتقنيات البناء مع الامتثال للمعايير الوطنية والاعتبارات الجمالية، تهدف إلى دعم توسيع أعمال الشحن لشركات بيع النفط المكرر.

عند المضي قدمًا، يجب على هذه الشركات أن تعطي الأولوية لعمليات المحطات عالية الجودة بجانب البناء. مع تطور سوق السيارات الكهربائية، ستتنوع مطالب المستخدمين لخدمات الشحن. من خلال الاستفادة من مواردها الحالية، ينبغي على الشركات أن تسعى لإنشاء نظام بيئي سلس "الناس، السيارات، الحياة"، يقدم تجارب مريحة ومريحة تعزز من ميزتها التنافسية في مشهد بنية الشحن التحتية.