הביטי סביבה של רכב הסעות חשמלי בטעינה אלחוטית דינמית


מחקר היתכנות במרכז ערים חכמות

חוקרים ראשיים: פרופ' יוסף ישורון, פרופ' איל יניב, ד"ר שוקי וולפס, אוניברסיטת בר-אילן

המחקר המתואר בדו"ח זה נמצא בחזית הטכנולוגיה בעולם התחבורה החכמה ובדרך שילובה בחברה באופן מיטבי, תוך מקסום יתרונות הטכנולוגיה לאדם ולסביבה ומזעור ההשפעות הסביבתיות בעלות פוטנציאל נזק. עבודת המחקר שילבה קבוצות מחקר וכלים מתקדמים מעולמות הפיזיקה, מנהל עסקים, ניהול, לוגיסטיקה ואלגוריתמיקה. שילוב חדשני זה הינו יוצא דופן והוביל לתוצאות ייחודיות ומרשימות בכך שהוא מחבר לראשונה בין חזית הטכנולוגיה בתחבורה חכמה לבין ההשפעה הסביבתית של הטכנולוגיה ומתן כלים למקבלי ההחלטות ליישום נכון וחכם של הטכנולוגיה לתועלת האדם והסביבה.

המחקר עוסק בטכנולוגיית טעינה אלחוטית דינמית לרכב חשמלי המאפשרת את טעינת הרכב תוך כדי נסיעה.  סלילי טעינה המוטמנים בכביש משדרים אנרגיה אל סלילי קליטה הנמצאים בגחון הרכב ומשם עוברת האנרגיה אל מצבר הרכב. מכיוון שהטעינה מלווה את הרכב לאורך מסלול נסיעתו, ניתן להקטין את המצבר שהרכב נושא למינימום ההכרחי המאפשר לרכב נסיעה מחוץ לתוואי המוגדר לפרק זמן ומרחק שנקבעים מראש. הקטנת המצבר מהווה יתרון סביבתי משמעותי בהפחתת פליטת פחמן דו-חמצני (פד״ח), מזהמים ופסולת רעילה אחרת, ובהקטנת האנרגיה המיותרת הנדרשת להסעת מצברים עצומים ומבוזבזת לחינם תוך כדי חימום הסביבה. הטעינה האלחוטית חוסכת זמן טעינה יקר בו הרכב מושבת, חוסכת מגרשים ועמדות מיוחדות לטעינה, מאפשרת שימוש מיטבי ותדירות מוגברת של צי רכב בתוואי תחבורה ציבורית ומשפרת את השירות הניתן למשתמשים.

במהלך המחקר בנינו התקן למעקב אחר צריכת האנרגיה של הרכב החשמלי לאורך מסלול נסיעתו ועסקנו באפיון הרכב החשמלי הקיים במערך ההסעות הציבורי בקמפוס בר-אילן ובאופן שילובו של הרכב במערך. מגפת הקורונה והשבתת פעילות השאטל צמצמה את כמות הנתונים שנאספו, אך אלו שנאספו אפשרו להגדיר נקודת התחלה למערך האלקטרומגנטי הנדרש להסבת הרכב לרכב בטעינה אלחוטית דינמית. נקודת התחלה זו התקבלה בשיתוף עם חברת ״אלקטריאון״, על סמך תכנונים קודמים שלה ועם התאמות לתנאים ולצרכים של הרכב בקמפוס. בעזרת סימולציות מגנטיות שיפרנו את התכנון ואת העברת האנרגיה אל הרכב וחקרנו את הקרינה הבלתי-מייננת בסביבת הרכב הנפלטת מתוך מערכי הסלילים ומתוך הכבלים המובילים חשמל אליהם. התכנון שהצענו פולט קרינה ברמה נמוכה משמעותית וזניחה ביחס לרמות המומלצות בעולם ולכן בטוחות לשימוש. המחקר העמיק גם בבחינת היעילות האנרגטית של מערך השידור והקליטה והציע יחס סלילים אופטימלי החוסך אנרגיה, מקטין את משקל הרכב ומתוך כך גם פליטת פד״ח. בנוסף, התחלנו בפיתוח מודל תיאורטי רב מסלולי ומרובה פונקציות מטרה הנותן כלי בידי מקבלי ההחלטות לבחון אפשרויות מעבר לתחבורה ציבורית בטעינה אלחוטית תוך אפשרות לבחור מסלולים אופטימליים וקביעת סדרי עדיפויות. הודגמו שני פתרונות אפשריים למימוש טעינה אלחוטית דינמית בקמפוס וההבדלים ביניהם נידונו תוך הצבעה על עקרונות מבדילים שיכולים לעמוד בפני מקבלי ההחלטות.