الطاقة الساحلية

تُعرف الطاقة الساحلية أو الإمداد الساحلي بتوفير الطاقة الكهربائية من الشاطئ لسفينة راسية، مما يسمح بإيقاف محركاتها. ^{[ 1 ]} ورغم أن المصطلح نشأ من المركبات المائية، فقد تم تطبيقه على الطائرات أو المركبات البرية، التي يمكن توصيلها بشبكة الكهرباء عند توقفها لتقليل استهلاك الطاقة . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

عادة ما يتم توفير مصدر الطاقة الأرضية من قبل شركة الكهرباء، على الرغم من أنه يمكن أيضًا توفيرها بواسطة مولد خارجي يعمل بوقود الديزل أو مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية .

يُقلل استخدام الطاقة الكهربائية من الشاطئ من استهلاك الوقود اللازم لتشغيل المولدات الكهربائية على متن السفن أثناء رسوها في الميناء، كما يُزيل التلوث الهوائي المصاحب لذلك . وتفرض بعض المدن الساحلية لوائح تمنع تشغيل المحركات دون داعٍ ، وتُلزم السفن بالاتصال بمصدر الطاقة الكهربائية من الشاطئ حيثما توفرت. وقد يُسهّل استخدام هذه الطاقة أيضًا صيانة المحركات والمولدات الكهربائية على متن السفن، ويُقلل من الضوضاء.

قد تكون كمية الطاقة الكهربائية المطلوبة كبيرة. فعلى سبيل المثال، لتزويد سفن الرحلات البحرية الزائرة، قام ميناء فلام في النرويج بتركيب نظام قادر على توفير 16 ميغا فولت أمبير لسفينة واحدة. ^{[ 4 ]} كما أن ميناء سان دييغو قادر على تزويد ثلاث سفن في وقت واحد بمستويات طاقة مماثلة، بالإضافة إلى تشغيله نظام توصيل كهربائي عالي الجهد من الشاطئ .

تستطيع السفن التجارية الحديثة الاتصال بمصدر الطاقة الأرضي أثناء رسوها في الميناء، مما يسمح لها بإيقاف تشغيل محركات الديزل المساعدة المستخدمة في مناولة البضائع، والضخ، والتهوية، والإضاءة، وغيرها من الأنظمة الموجودة على متنها. وهذا يقلل من انبعاثات ملوثات الهواء والغازات الدفيئة. وتستخدم العبّارات وسفن الرحلات البحرية عادةً مصدر الطاقة الأرضي لتزويد الأحمال "الفندقية" على متنها، وقد تتصل سفن متخصصة، مثل سفن تغذية سمك السلمون، بمصدر الطاقة الأرضي أثناء عملها في مواقع الاستزراع المائي. ^{[ 5 ]}

قد تشمل منشآت الطاقة الساحلية الكبيرة معدات كهربائية لتحويل جهد الشبكة وترددها بما يتناسب مع أنظمة السفينة. ^{[ 6 ]} وقد أطلقت عدة موانئ برامج لتوسيع البنية التحتية للطاقة الساحلية. ^{[ 7 ]}

مصطلح " التزويد البارد " نشأ في صناعة الشحن خلال عصر السفن البخارية التي تعمل بالفحم . فعندما كانت السفينة ترسو في الميناء، لم تعد غلاياتها تُغذى بالفحم، وكانت محركاتها الحديدية تبرد تدريجياً حتى تبرد تماماً، ومن هنا جاء المصطلح. ^{[ 8 ]}

بموجب حزمة المناخ "Fit for 55" التابعة للاتحاد الأوروبي ، يُطلب من الموانئ الرئيسية في الاتحاد الأوروبي توفير الطاقة الكهربائية من الشاطئ لأنواع معينة من السفن بحلول عام 2030. اعتبارًا من عام 2023^{[ 9 ]} كان ما يقرب من 46% من سفن الرحلات البحرية في جميع أنحاء العالم قادرة على الاتصال بالكهرباء الساحلية أثناء وجودها في الميناء.

في السفن الصغيرة، تكون الأنظمة الكهربائية الموجودة على متنها عادةً أنظمة تيار مستمر بجهد 12 أو 24 فولت، تُغذى ببطاريات يُعاد شحنها بواسطة المحرك أثناء الإبحار، على غرار السيارات. ^{[ 10 ]} وعند رسو السفينة في مرسى أو ميناء، قد تتوفر الطاقة من خلال وصلة كهربائية خارجية. ^{[ 11 ]}

يُمكّن هذا النظام السفينة من إعادة شحن بطارياتها وتشغيل الأجهزة المنزلية مثل أجهزة التلفاز والغسالات وأدوات الطبخ ومكيفات الهواء. ويتم تزويدها بالطاقة عادةً من قاعدة على رصيف الميناء، والتي قد تخضع لعداد وتتطلب دفع رسوم إذا لم تكن الكهرباء مشمولة في رسوم الإرساء. وتتصل السفينة بمصدر الطاقة باستخدام كابل طاقة مناسب. ^{[ 12 ]}

في قطاع النقل بالشاحنات، يُشار إلى الطاقة الكهربائية الخارجية عادةً باسم "تزويد محطات الشاحنات بالكهرباء" (TSE). تُقدّر وكالة حماية البيئة الأمريكية أن الشاحنات الثقيلة التي تتصل بالطاقة الكهربائية الخارجية بدلاً من تشغيلها على وقود الديزل يمكن أن توفر ما يصل إلى 3240 دولارًا أمريكيًا سنويًا في تكاليف الوقود. ^{[ 13 ]} اعتبارًا من عام 2009^{[ 14 ]} قدمت 138 محطة استراحة للشاحنات في الولايات المتحدة خدمات تزويد الشاحنات بالطاقة الكهربائية مقابل رسوم بالساعة، إما من خلال أنظمة داخلية (تزود الشاحنة بالطاقة مباشرة) أو أنظمة خارجية (توفر وحدات تحكم خارجية في المناخ).

توفر وحدات الطاقة المساعدة بديلاً آخر لكل من نظام تشغيل المحرك في وضع الخمول وأنظمة الطاقة الساحلية.

على غرار تزويد السفن بالطاقة من الشاطئ، يمكن استخدام وحدة الطاقة الأرضية (GPU) لتزويد الطائرات بالطاقة الكهربائية على الأرض، وذلك للحفاظ على الإضاءة والتهوية الداخلية، وتلبية الاحتياجات الأخرى قبل تشغيل المحركات الرئيسية أو وحدة الطاقة المساعدة (APU). كما تُستخدم هذه الوحدة في الطائرات المزودة بوحدات الطاقة المساعدة (APU) إذا لم تسمح سلطات المطار باستخدامها أثناء توقف الطائرة، أو إذا رغبت شركة الطيران في توفير استهلاك وقود الطائرات (الذي تستهلكه وحدات الطاقة المساعدة). قد تكون هذه الوحدة عبارة عن مولد كهربائي مستقل، أو قد تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية التجارية إلى الجهد والتردد اللازمين للطائرة (على سبيل المثال، 115 فولت أو 230 فولت / 400 هرتز). ^{[ 15 ]}

قد يكون مصدر الطاقة الخارجي بمثابة وصلة شبكة لقطارات الركاب التي تتوقف بين رحلاتها. ^{[ 16 ]} وبالمثل، يمكن توصيل الحافلات عندما لا تكون قيد الاستخدام.

• مقابس IEC 60309 2P+E (شائعة جدًا في أوروبا) للقوارب الصغيرة توفر 16 أو 32 أو 63 أمبير عند 230 فولت.
• تُستخدم مقابس NEMA L5-30 في أغلب الأحيان في أمريكا الشمالية للقوارب الصغيرة (120 فولت عند 30 أمبير).
• IEC/ISO/IEEE 80005-1 - معيار دولي للسفن الأكبر حجماً التي تتطلب أكثر من 1 ميجا فولت أمبير ^{[ 17 ] [ 18 ]}