חוקרים מאוניברסיטת קולומביה מציעים לנהל טעינה ופריקה של כלי רכב חשמליים ברמה שכונתית, כדי לאזן נפילות קצרות בייצור החשמל הסולארי בזמן סופות רעמים. לפי המחקר, הגישה הזו יכולה להפחית את העומס המקסימלי על קווי החשמל בימי סערה בכ־18%, ולחסוך הקמה יקרה של תשתיות חדשות
ערים טרופיות רבות תולות תקוות גדולות באנרגיה סולארית, אך דווקא תנאי מזג האוויר האופייניים להן עלולים להקשות על המעבר הזה. סופות רעמים אחר הצהריים, הנפוצות באזורים טרופיים, עלולות להפחית בבת אחת את ייצור החשמל הסולארי בשכונות שלמות. כאשר דבר כזה קורה, הרשת נאלצת להזרים חשמל מאזורים סמוכים שבהם עדיין יש ייצור, ולעיתים גם מרחק קצר יחסית מספיק כדי להעמיס מאוד על קווי החשמל המקומיים. מחקר חדש של חוקרים מבית הספר להנדסה של אוניברסיטת קולומביה מציע פתרון שונה: להשתמש בסוללות של מכוניות חשמליות חונות כמאגרי אנרגיה זמניים, שיזינו את הרשת המקומית בדיוק ברגעים שבהם העננים מכסים את השמש.
המחקר, שפורסם ב־7 באפריל 2026 בכתב העתNature Communications , מתמקד במיוחד בערים טרופיות, שאמורות בעתיד הקרוב לאכלס כמחצית מאוכלוסיית העולם. לדברי החוקר הראשי, מרקוס שלפפר, האתגר ההנדסי ברור: ערים רוצות להגדיל את חלקה של האנרגיה הפוטו־וולטאית, אך אינן יכולות להרשות לעצמן תמיד השקעות ענק ברשת החשמל. בסינגפור, למשל, הנחת קווי תמסורת תת־קרקעיים עולה כ־60 מיליון דולר סינגפורי (47 מיליון דולר אמריקני) לקילומטר — מחיר שממחיש עד כמה הרחבת התשתית העירונית היא משימה יקרה ומורכבת.
כאן נכנס לתמונה הרכב החשמלי. הרעיון פשוט יחסית: מכיוון שלמכוניות חשמליות יש סוללות גדולות והן כבר מחוברות לרשת באמצעות עמדות טעינה, אפשר להשתמש באנרגיה האצורה בהן כגיבוי מקומי קצר־טווח. כאשר סופת רעמים מפחיתה את ייצור החשמל הסולארי בשכונה מסוימת, המכוניות החונות בקרבת מקום יכולות לפרוק לרשת את החשמל האגור בהן, ובכך לצמצם את המחסור המיידי. לאחר שהסופה חולפת, הפאנלים הסולאריים יכולים לשוב ולטעון את המכוניות. מבחינת החוקרים, זהו שימוש חכם יותר ברשת הקיימת, בלי להזדקק מיד לכבלים חדשים ולפרויקטים תשתיתיים יקרים.
קנה מידה גדול
אבל החידוש המרכזי במחקר אינו רק עצם השימוש במכוניות חשמליות, אלא גם קנה המידה שבו צריך לנהל אותן. לפי החוקרים, אסטרטגיה כוללת ברמת העיר כולה עלולה דווקא להחמיר את הבעיה. כאשר מנהלים את הביקוש וההיצע רק במבט כולל, נוטים להחליק את עקומת הביקוש המצרפית, אך במקביל עלולים להצטבר חוסרים מקומיים בשכונות מסוימות. כתוצאה מכך, כמויות גדולות של חשמל נדחפות למרחקים גדולים יותר דרך הרשת, והעומס על חלק מקווי התמסורת עשוי אף להכפיל את עצמו בזמן סופות רעמים.
הפתרון היעיל יותר, לפי המאמר, הוא ניהול שכונתי. החוקרים בחנו את סינגפור לפי 55 אזורי התכנון העירוניים שלה, והראו שניהול טעינה ופריקה של רכבים חשמליים ברמה זו מפחית את העומס המקסימלי על קווי החשמל בכ־18% בימי סערה, ובו בזמן גם מסייע להחליק את עקומת הביקוש הכללית לאורך היום. במילים אחרות, במקום לחשוב רק על הרשת כולה, כדאי לחשוב על כל שכונה כעל יחידת איזון מקומית משלה.
המחקר מצביע גם על גורם חשוב נוסף: מיקום החניה של המכוניות. שכונות מגורים נוטות להתרוקן מכלי רכב בשעות היום, בדיוק כאשר הייצור הסולארי מגיע לשיאו, ואילו אזורי עסקים מציגים את המצב ההפוך. כדי למפות את הדפוסים האלה השתמשו החוקרים בנתוני טלפונים ניידים מצטברים ואנונימיים, שאפשרו להם לבנות מודל מדויק יותר של פיזור הרכבים בעיר.
סיגנפור כדוגמה
אחת המסקנות המעניינות ביותר היא שהשיטה יכולה לעבוד גם בערים שבהן שיעור הבעלות על רכב נמוך יחסית. בסינגפור, למשל, יש בערך רכב אחד לכל שמונה תושבים, ובכל זאת המודל הראה שגם כמות מוגבלת יחסית של סוללות על גלגלים יכולה לספק תרומה ממשית לייצוב הרשת. לכן החוקרים טוענים כי הפתרון אינו רלוונטי רק לערים עתירות רכב, אלא גם לסביבות עירוניות צפופות שבהן מספר המכוניות מצומצם יחסית.
המשמעות הרחבה של המחקר היא שמעבר לאנרגיה סולארית בערים טרופיות אינו חייב להיות כרוך בהכרח בגל עצום של השקעות בתשתיות חדשות. אם ניתן יהיה לשלב טוב יותר בין עמדות טעינה, ניהול רשת חכם וכלי רכב חשמליים, ייתכן שחלק מבעיות האמינות של החשמל הסולארי ייפתרו ברמה המקומית, באמצעות משאבים שכבר קיימים בשטח. בכך מציע המחקר לראות במכונית החשמלית לא רק אמצעי תחבורה נקי יותר, אלא גם רכיב פעיל במערכת האנרגיה העירונית של העתיד.
כיתוב תמונה: איור הממחיש כיצד כלי רכב חשמליים יכולים לסייע באיזון רשת החשמל העירונית כאשר ייצור החשמל הסולארי משתנה בזמן סופות רעמים חולפות. קרדיט: Urban Systems Engineering Lab.
עוד בנושא באתר הידען:
