سيارة كهربائية

السيارة الكهربائية هي السيارة التي تعمل باستخدام الطاقة الكهربائية، وهنالك العديد من التطبيقات لتصميمها وأحد هذه التطبيقات يتم باستبدال المحرك الاصلي للسيارة، ووضع محرك كهربائي مكانه. وهي أسهل الطرق للتحول من البترول للكهرباء مع المحافظة علي المكونات الأخرى للسيارة، ويتم تزويد المحرك بالطاقة اللازمة عن طريق بطاريات تخزين التيارالكربائي. وتختلف السيارة الكهربائية عن المركبة الكهربائية بأنها سيارات خاصة للأشخاص، أما العربة أو المركبة الكهربائية فهي للاستخدام الصناعي أو نقل الأشخاص في إطار النقل العام.
وتعتمد تصميمات السيارة الكهربائية على محرك يعمل بالكهرباء، ونظام تحكم كهربائي، وبطارية قوية يمكن إعادة شحنها مع المحافظة على خفض وزنها، وجعل سعرها في متناول المشتري. وتعتبر السيارة الكهربائية أنسب من سيارات محرك الاحتراق الداخلي من ناحية المحافظة على البيئة، حيث لا ينتج عنها مخلفات ضارة بالبيئة.
ويكاد ينحصر التطور الحالي (2009) بالنسبة للسيارات الكهربائية على سيارات صغيرة قصيرة المدى، حيث تحتاج إلى بطاريات ثقيلة ومرتفعة الثمن، إذ تحتاج بطاريتها قدرة نحو 6000 مركم من نوع  بطارية ليثيوم أيون التي تستخدم في الهاتف المحمول. وتحاول مصانع إنتاج السيارات ابتكار بطاريات جديدة للسيارات، يكون ثمن البطارية وحدها أقل من 20.000 دولار. علاوة على ذلك نجد أن مدى تلك السيارات التجريبية لا زال تحت 200 كيلومتر. ولكن العمل يسير بنشاط في عدد كبير من مصانع السيارات المرموقة وبتشجيع ودعم مالي من الحكومات في العالم، لتطوير البطاريات التي تعمل على أساس بطارية الليثيوم Li-Tec. من تلك البطاريات ما نجح خلال الاختبار في إعادة شحنها 3000 دورة، أي أن البطارية صالحة للعمل -من حيث المبدأ - لمسافة كلية مقدارها 300.000 كيلومتر. والصعوبة الحالية هي صعوبة زيادة مدى السيارة فوق 200 كيلومتر بشحنة واحدة للبطارية، وخفض زمن إعادة الشحن، إذ يستغرق شحن البطارية حاليا نحو 8 ساعات، لا تتحرك خلالها السيارة.                                                                                                                             في عام 2010 بدأت السلطات في ألمانيا تجهيز برنامجا لاختبار السيارات الكهربائية، حيث بدأت عدة مصالح حكومية وبعض الشركات الكبيرة استيراد سيارات من هذا النوع. ومن المشكلات العالقة مشكلة تأمين المستخدم للسيارة من الجهد الكهربي العالي اللازم لتسيير السيارة، حيث تحتاج إلى جهد كهربائي يبلغ نحو 650 فولط. كذلك لا بد من اختبار البطارية الثقيلة التي تبلع نحو 120 كيلوجرام للسيارة الصغيرة في حالة حوادث الاصطدام، وأن لا تكون سببا لاشتعال السيارة. ومن جهة أخرى، فإن إعادة شحن السيارة بالكهرباء المولدة بالفحم والبترول لن توفر على البيئة تراكم ثاني أكسيد الكربون في الجو، وذلك بأن إنتاج 20 كيلوواط ساعي من الكهرباء في محطة توليد كهرباء تنتج 120 جرام من ثاني أكسي الكربون لكل كيلومتر تسيره السيارة. لذلك فمن مصلحة البيئة أن يكون إنتاج الكهرباء بطريقة خالية من تولد ثاني أكسيد الكربون، أي بالطاقة المستدامة وبالطاقة النووية.

تطور السيارة الكهربائية

بينما سار تطور سيارة الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين أو بالكهرباء على قدم وساق خلال القرن الماضي تخلف تطور السيارة الكهربائية. وقد غير ذلك اختراع الترانزيستور خلال الأربعينيات من القرن العشرين، حيث بدأت إحدي الشركات عام 1947 في إنتاج أول سيارة تعمل بالطاقة الكهربائية، وباستخدام الترانزيستور استطاعت إنتاج سيارة سميت هيني كيلوات  Henney Kilowatt. 
ورغم نجاح عمل تلك السيارة الكهربائية، فقد اتضح أن سعرها عاليا بالمقارنة بسعر السيارات التقليدية، وانتهي إنتاجها عام 1961 لعدم الإقبال عليها. وبعد فترة، في 3 يوليو 1971 استحوزت عربة تعمل بالكهرباء على اسم أول سيارة كهربائية يقودها الإنسان على سطح القمر. فقد كانت العربة القمرية Lunar rover من ضمن البعثة الفضائية إلى القمر مع أبولو 15. وقد أنتجت شركة بوينغ هذه السيارة ليستعملها رواد الفضاء على القمر.وكانت مزودة بأربعة محركات تعمل بالتيار المستمر ومتصل كل منها بعجلة من العجلات الأربع للسيارة، وزوجا من بطاريات فضة-زنك وهيدروكسيد البوتاسيوم، يبلغ جهد كل منها الكهربائي 36 فولت.

اهتمام بالسيارة الكهربائية في التسعينيات

بعد غياب عن السوق وحدوث ازمة البترول العالمية 1973 ،بدأ الاهتمام ثانيا بالسيارة الكهربائية ليس فقط من أجل خفض الاعتماد على البترول المستورد من دول الشرق الأوسط، بل أيضا من وجهة ضرورة المحافظة على البيئة. وأصدرت كاليفورنيا قوانين لاجبار شركات السيارات على إنتاج سيارات ملائمة للبيئة بحيث تشكل 10 % من مجموع السيارات في تلك الولاية حتي عام 2003. إلا أن السيارات الكهربائية المنتجة كانت مرتفعة السعر، فكان ثمنها ضعف أو ثلاثة أضعاف ثمن السيارات المعتادة ولم تنجح السيارة الكهربائية على استجلاب المشتري مما عمل على نبذ صناع السيارات لصناعة السيارات الكهربائية، والالتفات فقط إلى تطوير محركات البنزين لتقليل العادم.

مقارنة الديزل والبطارية

الوضع حاليا (مطلع عام 2011) يبن أن سيارة تحتاج لكمية 30 كيلوجرام من الديزل لقطع مسافة 400 كيلومتر في حين أنها تحتاج إلى بطارية وزنها 450 كيلوجرام لقطع نفس المسافة . هذا المثال يفسر لماذا يزيد ثمن السيارة الكهربائية عن ثمن مثيلتها التي تعمل بالجازولين أو الديزل ، لأن مواد صناعة البطارية مرتفعة الثمن وتحاول دور البحث العلمي والجامعات على استخدام موادا بديلة أقل ثمنا وأكثر كفاءة. ستبين السنوات القادمة مدى النجاح على هذا السبيل ، ومن يصل إلى حل سليم سوف يحتكر حقوق الاختراع ويكسب كثيرا من مصنعي السيارات على مستوى العالم و هذا ما يمنع حالياً وجودها في الأسواق بوفرة.

شحن بطارية السيارة

بالنسبة إلى شحن بطارية السيارة الكهربائية فيعتمد زمن الشحن على قدرة السيارة ونوع التيار . فتحتاج سيارة كهربائية قدرتها 40 كيلوات ساعي نحو 11 ساعة لشحنها بالتيار المنزلي ذو الطور الواحد (16 أمبير و 7و3 كيلوواط) في حين أنها تشحن لمدة 4 ساعات عند توصيلها بتيار ثلاثي الأطوار (16 أمبير ، 11 كيلوواط). وتحتاج السيارة الكهربائية ذات القدرة 12 كيلوواط ساعي نحو ثلاثة ساعات لشحنها بالمنزل (بتيار أحادي الطور ) بينما يتم شحنها بتيار ثلاثي الأطوار خلال 1 ساعة .