مانند اتوبوس های برقی مدارس در سراسر ایالات متحده به جاده آمدند، برای مناطق مدرسه و ارائه دهندگان حمل و نقل مدرسه مهم است که برای نحوه عملکرد این اتوبوس های تمیز در آب و هوای مختلف آماده شوند. خبر خوب؟ اتوبوس‌های برقی مدارس تست شده و آماده هستند، با باتری‌های پیشرفته و سیستم‌های عملیاتی که عملکرد خوبی در هر آب و هوا دارند، از گرمای آریزونا تا سرمای زمستان سالت لیک سیتی.

در اینجا آنچه باید در مورد اتوبوس های برقی مدارس و هوای سرد بدانید آمده است.

اتوبوس های مدرسه برقی با موفقیت در آب و هوای سرد در سراسر آمریکای شمالی کار می کنند

اتوبوس های برقی مدارس با موفقیت در مناطقی که به طور مداوم با هوای سرد شدید مواجه هستند، سواری تمیز را برای دانش آموزان ارائه می دهند میشیگان، یوتا و کانادا. دلیل آن این است که اتوبوس‌های مدرسه برقی امروزی – مجهز به باتری‌های قدرتمند و سیستم‌های مدیریت حرارتی – برای مقابله با سرمای سخت طراحی شده‌اند و می‌توانند با برنامه‌ریزی مناسب، از جمله انتخاب مسیر، زمان‌بندی شارژ و پیش گرمایش، با موفقیت به کار گرفته شوند.

باتری های اتوبوس مدرسه برقی درصدی از ظرفیت خود را در هوای سرد بسیار از دست می دهند، اگرچه درصد دقیق آن بر اساس دما، زمین، منبع گرمایش و سایر عوامل متفاوت است. بنابراین، برنامه‌ریزی مسیرها و برنامه‌ریزی شارژ با در نظر گرفتن ماه‌های زمستان بسیار مهم است، تا اطمینان حاصل شود که اتوبوس‌ها برد زیادی برای پوشش تمام مسیرهای ضروری دارند.

در حال حاضر، نواحی مدارس در آب و هوای سرد، هنگام استقرار اتوبوس‌های برقی مدارس در طول ماه‌های زمستان، نتایج بسیار خوبی را مشاهده می‌کنند:

• منطقه مدرسه گرتسون در داکوتای جنوبی دریافت که سه اتوبوس برقی مدرسه آنها در زمستان با قدرت کار می کنند در دمای زیر صفر اتوبوس ها می توانند تا ۱۲۵ مایل را در شرایط بهینه طی کنند و طولانی ترین مسیر Garretson 47 مایل است، بنابراین برد از دست رفته در دماهای سرد برای انتقال دانش آموزان به مدرسه و بازگشت نگران کننده نبوده است.
• مدارس منطقه موریس در مینه سوتا نیز از اتوبوس برقی مدرسه خود راضی هستند نتایج. اتوبوس ها در چندین زمستان کار کرده اند و در حالی که حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از ظرفیت باتری خود را از دست می دهند، از جمله زمانی که دما به زیر صفر درجه فارنهایت می رسد، آنها می توانند مسیرها را ادامه دهند. سرپرست از صرفه جویی در سوخت، کاهش سر و صدا و همسویی با تمرکز گسترده جامعه بر انرژی پاک خوشحال است.
• ناحیه مدرسه ای وست گراند کانتی در کلرادو از سال ۲۰۲۰ با وجود اینکه در منطقه قرار دارد، یک اتوبوس مدرسه برقی راه اندازی کرده است.یکی از سردترین نقاط این ایالت” دمای صبح زمستان بین منفی ۳۰ درجه تا ۵ درجه فارنهایت متغیر است. مدیر حمل و نقل می گوید که اتوبوس برقی مدرسه عملکرد بسیار خوبی دارد و همچنین بهترین اتوبوس در ناوگان آنها با هزینه های عملیاتی بسیار کمتر از اتوبوس های دیزل سوز آنها است.

این داستان های روی زمین توسط داده های عملکرد دنیای واقعی جمع آوری شده در چند سال گذشته پشتیبانی می شوند. Barre Unified Union School District (BUUSD) در Barre، Vermont در یک سال یکساله شرکت کرد. ارزیابی از دو اتوبوس مدرسه برقی نوع C آنها توسط دپارتمان حفاظت از محیط زیست ورمونت (DEC). Barre، واقع در مرکز ورمونت در میان کوه‌های سبز، دارای دمای متوسط ​​پایین در زمستان ۱۲ درجه فارنهایت و میانگین بارش برف ماهانه ۲۰ اینچ است. تقریباً ۶۰٪ از مسیرهای اتوبوس مورد استفاده توسط اتوبوس های مدرسه برق در پایلوت، روستایی در نظر گرفته شدند، با تغییرات ارتفاع تا ۶۰۰ فوت.

علیرغم زمستان‌های سخت کوهستانی، DEC دریافت که اتوبوس‌های مدرسه برقی در Barre در مسیرهای روزانه عملکرد خوبی داشتند. اتوبوس‌های مدرسه برقی Barre برد باتری کافی را حفظ کردند، در مقایسه با نمونه‌های دیزل‌سوز خود، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دادند و در طول ماه‌های زمستان صرفه‌جویی عملیاتی کردند. این گزارش نشان داد که میانگین برد سالانه در دنیای واقعی بین شارژ دو اتوبوس برقی مدرسه ۷۴ و ۷۸ مایل بوده است که کاهش ۲۵ درصدی برد را نشان می‌دهد و در عین حال بسیار بالاتر از میانگین سفر روزانه آنها ۳۷ و ۳۲ مایل است.

کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای برای اتوبوس‌های مدرسه برقی Barre در مقایسه با اتوبوس‌های دیزل‌سوز که از خدمت خارج شده‌اند و اتوبوس‌های دیزل‌سوز جدید قابل‌توجه بود. جداول زیر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را نشان می‌دهد که برای اتوبوس‌های مدرسه برقی Barre در مقایسه با هر دو سناریو مشاهده می‌شود. تفاوت در اکسیدهای نیتروژن (NOx) و کاهش ذرات معلق مشاهده شده بین دو گزینه جایگزین را می توان به استانداردهای انتشار سختگیرانه آژانس حفاظت از محیط زیست برای NOx در اتوبوس های جدید گازوئیل سوز نسبت داد، که بر لزوم اولویت بندی جایگزینی قدیمی ترین اتوبوس های دیزل سوز تاکید می کند. در ناوگان مدارس

صرفه جویی عملیاتی اتوبوس های مدرسه برقی در مقایسه با نمونه های دیزل سوز آنها نیز به عنوان یک مزیت تلقی می شود. کل پس انداز دلار در هر مایل ۰٫۲۴ تا ۰٫۲۵ دلار در Barre بود.

این یافته از طریق تجربیات مشابه در منطقه مدرسه که اتوبوس های خود را در هوای سرد کار می کنند، تقویت می شود.

مدیر ناوگان اتوبوس مدرسه در منطقه مدرسه هاور در مونتانا، جایی که دمای هوا در ژانویه گذشته به منفی ۴۴ درجه فارنهایت رسید، متوجه شد که اتوبوس مدرسه برقی آنها هزینه هر مایل یک دوم یا یک چهارم هزینه یک اتوبوس مدرسه گازسوز یا گازوئیل است.. در ناحیه مدرسه وست گراند کانتی در کلرادو، مدیر حمل و نقل گزارش شده است اتوبوس برقی مدرسه آنها به طور متوسط ​​۰٫۲۶ دلار در هر مایل و اتوبوس های گازوئیل سوز به طور متوسط ​​۰٫۵۸ دلار در هر مایل است، که آنها خاطرنشان کردند که شامل تعویض روغن، فیلتر، روغن و سایر هزینه های تعمیر و نگهداری که اتوبوس های دیزل سوز متحمل می شوند، نمی شود.

عملکرد اتوبوس های برقی مدارس در شرایط برفی بهتر از اتوبوس های دیزل سوز

برخلاف اتوبوس های دیزل سوز با وزن متمرکز در جلو، وزن باتری اتوبوس های مدرسه برقی به طور مساوی بین چرخ های جلو و عقب توزیع می شود و توانایی رانندگی در برف را بهبود می بخشد. رانندگان اتوبوس مدرسه در سراسر کشور تجربیات خود را در مورد بهبود ثبات به اشتراک گذاشته اند:

تام گادبی، یک راننده اتوبوس کهنه کار در داکوتای جنوبی گفت اتوبوس برقی مدرسه او روش حمل و نقل ایمن تری در زمستان است: «من یک اتوبوس دیزلی، یک اتوبوس پروپان و حالا یک اتوبوس برقی رانده ام… در اتوبوس های دیگر، تمام وزن در جلو بود. [Now,] من کنترل بیشتری دارم و کشش بهتری دارم و آنها بهتر رفتار می کنند.”

در کوه های آپالاچی ویرجینیا، مدارس دولتی شهرستان کارول یافت در طول سرمای قطب شمال در زمستان ۲۰۲۴، وزن باتری‌ها در مقایسه با اتوبوس‌های دیزل‌سوز، «احساس محکم‌تری» به خودرو در جاده داده است، زیرا هیچ حرکت گالن سوخت از این طرف به سمت دیگر وجود ندارد. .

و در میشیگان، مدارس جامعه سه رودخانه گزارش ها که اتوبوس های مدرسه برقی آنها اغلب در هوای زمستانی از همتایان دیزل سوز خود بهتر عمل می کنند. به طور خاص، آنها دریافتند که وزن کلی سنگین تر اتوبوس های مدرسه برقی و این واقعیت که وزن آنها بین محورها قرار دارد، باعث شده است که در شرایط برفی کمتر به دنبال دم ماهی باشند.

اتوبوس های برقی مدارس به فناوری برای مقابله با اثرات هوای سرد بر باتری مجهز شده اند

هوای سرد با کند کردن واکنش‌های درون باتری و به دلیل اینکه انرژی بیشتری برای حفظ دمای کابین و دمای خود باتری‌ها نیاز است، برد اتوبوس‌های مدرسه برقی را کاهش می‌دهد. هنگامی که دمای محیط گرمتر است، یک اتوبوس مدرسه برقی از تمام انرژی خود برای حرکت انحصاری وسیله نقلیه استفاده می کند و بنابراین به حداکثر برد رانندگی می رسد. تأثیرات هوای سرد بر محدوده می تواند بسته به عوامل مختلفی مانند زمین مسیر اتوبوس و سیستم گرمایش متفاوت باشد. با این حال، اتوبوس های مدرسه برقی با تکنولوژی طراحی شده اند تا این اثرات را به حداقل برسانند.

اول، اتوبوس‌های مدرسه برقی مجهز به سیستم‌های مدیریت حرارتی باتری هستند که محدوده دمای داخلی را برای عملکرد ایمن باتری حفظ می‌کنند. سیستم مدیریت حرارتی باتری هم در حین کار و هم در حین کارکردن یا شارژ شدن از باتری ها انرژی می گیرد که به باتری کمک می کند در دمای مطلوب خود در هر شرایطی کار کند. این مقداری انرژی را از باتری می گیرد و کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که اتوبوس می تواند به طور ایمن و موثر حتی در سرمای شدید کار کند.

همچنین، اتوبوس های مدرسه برقی می توانند انرژی را در دماهای سردتر بازیابی کنند که در غیر این صورت از طریق شکستن احیا کننده از بین می رود. ترمز احیا کننده در مسیرهای سراشیبی یا در هنگام توقف آهسته مانند علائم ایست، چراغ های راهنمایی و اتوبوس و یا در هنگام ترافیک اتفاق می افتد. به طور خاص، نیروی باتری موتور را می چرخاند – اما هنگام ترمز کردن، موتور می تواند معکوس شود و باتری را دوباره شارژ کند، بنابراین برد اتوبوس را افزایش می دهد، که به ویژه در هوای سرد مفید است. ناحیه مدرسه سالت لیک سیتی در یوتا یافت که آنها می توانند حدود ۱۶٪ محدوده اضافی را از ترمز احیا کننده دریافت کنند. همچنین دارای مزیت اضافی از سایش و پارگی کمتر در سیستم های ترمز است.

صندلی های راننده گرم شونده همچنین به اتوبوس های مدرسه برقی اجازه می دهد تا در مصرف باتری صرفه جویی کنند زیرا به انرژی کمتری نسبت به گرم کردن کل کابین اتوبوس نیاز دارند. با گرمکن صندلی راننده، راننده می‌تواند هنگام خروج دانش‌آموزان از اتوبوس، گرمای کابین را خاموش یا کاهش دهد و برد اتوبوس را افزایش دهد.

برخی از مدارس در آب و هوای سرد، بخاری های کمکی با سوخت فسیلی را در اتوبوس های برقی مدارس خود انتخاب کرده اند تا کابین خود را گرم کنند و در مصرف باتری صرفه جویی کنند. این بخاری های کمکی می توانند بر کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و صرفه جویی عملیاتی ناشی از هزینه سوخت تأثیر منفی بگذارند، اما به حفظ عمر باتری در هوای سرد کمک می کنند. در ورمونت، DEC یافت که بخاری های کمکی دیزلی حدود ۸۰ گالن گازوئیل مصرف می کردند و تقریباً ۰٫۰۷ دلار در هر مایل هزینه داشتند. از آنجایی که اتوبوس ها حدود ۳۵ مایل در روز سفر می کردند، این مبلغ تقریباً ۱۲ دلار در هفته هزینه سوخت دیزل می شد. مدارس منطقه موریس در مینه سوتا بخاری های کمکی دیزلی در اتوبوس های مدرسه برقی خود دارند، اما معاون ارشد عملیات منطقه می گوید از آنجایی که اتوبوس ها تنها با باتری کار می کنند، زیاد استفاده نشده اند.

آموزش و آمادگی می تواند به اتوبوس های مدرسه برقی کمک کند تا در دماهای سردتر کارآمدتر کار کنند

نگهداری و مراقبت معمولی می تواند عملکرد اتوبوس مدرسه برقی را در سرما بهینه کند. دفتر مشترک فدرال انرژی و حمل و نقل توصیه می کند چندین رویکرد که شامل:

• آماده سازی اتوبوس. پیش شرط به گرم کردن باتری و کابین تا دمای مطلوب قبل از شروع سفر معمول اتوبوس اشاره دارد. گرم کردن اتوبوس برقی مدرسه در حالی که به شارژر وصل است، از برق شبکه استفاده می کند و انرژی باتری را برای مسیر ذخیره می کند.

• نگهداری اتوبوس در داخل خانه در طول شب. نگهداری اتوبوس در داخل خانه مزایای متعددی دارد که عملکرد کلی را بهبود می بخشد. ذخیره سازی داخلی، توان مورد نیاز سیستم مدیریت حرارتی باتری برای تنظیم دمای باتری را کاهش می دهد، راندمان بخاری در مسیر را بهبود می بخشد، و زمان و توان مورد نیاز برای آماده سازی در صبح را کاهش می دهد. اگر ذخیره سازی در داخل ساختمان امکان پذیر نیست، گزینه دیگر این است که اتوبوس ها را در زیر سایبان های فضای باز نگهداری کنید، به ویژه در مناطقی که بارندگی های زمستانی مکرر وجود دارد. این می تواند به کاهش برف و یخ در اتوبوس و همچنین برف های اطراف شارژر کمک کند. این گزینه ها را می توان در زمانی که زیرساخت اتوبوس و شارژ خریداری و طراحی کرد در نظر گرفت.

• شارژ در اواسط روز یا پایان روز. هنگامی که هوا سرد است، شارژ یک اتوبوس مدرسه برقی پس از بازگشت از مسیر خود می تواند از هرگونه انرژی اضافی مورد نیاز برای سیستم مدیریت حرارتی باتری جلوگیری کند، زیرا باتری از قبل در دمای مطلوبی قرار دارد. این امکان شارژ سریع‌تر را فراهم می‌کند که مستقیماً به پر کردن برد اتوبوس می‌رود.

• برنامه ریزی مسیرها. فن آوری های جدید باید برای عملکرد آنها ارزیابی شود. نواحی مدرسه می‌توانند برای درک محدوده مؤثر آن در هوای سرد، اتوبوس‌های برقی مدرسه را در کوتاه‌ترین و کم‌تقاضاترین مسیرها در اولین زمستان خود در نظر بگیرند. این تجزیه و تحلیل به درک صرفه جویی در هزینه و برنامه ریزی برنامه های شارژ در اواسط روز کمک می کند. در حالی که امکان سنجی فنی ملاحظات اولیه در تصمیم گیری در مورد اینکه کدام مسیرها ابتدا برق رسانی شوند، است، همچنین پتانسیل این استقرار اولیه برای کاهش سطوح نامتناسب آلودگی مضر هوا که جوامعی که از لحاظ تاریخی به حاشیه رانده شده اند و جوامع کم درآمد با آن مواجه هستند، وجود دارد. این منبع بحث می کند که چگونه مناطق مدرسه می توانند در هنگام انتخاب محل استقرار اتوبوس های برقی مدارس، برابری را لحاظ کنند.

• درک درجه بندی شارژر ضد آب و هوا. انجمن ملی تولیدکنندگان برق از یک استاندارد استفاده می کند سیستم رتبه بندی که انواع محیط هایی را که می توان از محفظه شارژر استفاده کرد را مشخص می کند. این می تواند به مناطق کمک کند تا توانایی یک محوطه را برای مقاومت در برابر شرایط محیطی خاص مانند سرمای شدید، برف و یخبندان درک کنند.

• آموزش رانندگان اتوبوس. آموزش رانندگان اتوبوس مدرسه برقی باید توسط سازنده اتوبوس، فروشنده و/یا انجمن ایالتی حمل و نقل دانش آموزان ارائه شود. برای کارکرد اتوبوس مدرسه برقی در هوای سرد مفید است که رانندگان بدانند چگونه باتری را به درستی آماده کنند، کابین را گرم کنند و وسیله نقلیه را شارژ کنند.

هر دانش آموزی بدون در نظر گرفتن مکان، سزاوار یک سفر تمیز به مدرسه است

اتوبوس‌های برقی مدرسه راهی ایمن و تمیز برای آوردن دانش‌آموزان به مدرسه و بازگشت به مدرسه ارائه می‌دهند – و نباید از مزایای اتوبوس‌های برقی مدارس برای کودکانی که در آب‌وهوای سردتر زندگی می‌کنند، چشم پوشی کرد. با شواهد قوی مبنی بر اینکه اتوبوس های برقی مدارس در هوای سرد عملکرد خوبی دارند، مناطق مدرسه این فرصت را دارند که بدون توجه به موقعیت مکانی، وسایل نقلیه تمیز و بدون آلایندگی را برای دانش آموزان خود فراهم کنند.

و در حالی که مسیرهای کوتاه‌تر برای انتقال به اتوبوس‌های برقی مدارس در مواقعی که نگرانی‌هایی در مورد برد وجود دارد، به ویژه در هوای سرد می‌تواند آسان‌تر باشد، مهم است به خاطر داشته باشید که دانش‌آموزانی که سفرهای طولانی به مدرسه دارند، به دلیل کاهش قرار گرفتن در معرض لوله اگزوز، بیشترین بهره را از اتوبوس‌های برقی مدارس خواهند برد. انتشارات

به عنوان مثال، دانش آموزان روستایی، چهره اتوبوس سواری طولانی که روز مدرسه آنها را طولانی می کند و در طول مسیر قرار گرفتن آنها در معرض اگزوز سمی اتوبوس مدرسه افزایش می یابد. داده ها نیز نشان می دهد دانش‌آموزان سیاه‌پوست معمولاً در مقایسه با همتایان سفیدپوست و اسپانیایی‌شان سفرهای طولانی‌تری به مدرسه دارند – به طور متوسط ​​۴۵ دقیقه تا یک ساعت. و دانش آموزان معلول مسافت های طولانی تری را طی کنید در اتوبوس مدرسه خود نسبت به دانش آموزان دیگر.

به همین دلیل است که مهم است سهام را در نظر بگیرید هنگام برنامه ریزی برای اولین بار کدام مسیرها را برق رسانی کنید. در حالی که هوای سرد بر دامنه تأثیر می گذارد، دانش آموزان در آب و هوای سرد و در مسیرهای طولانی تر نباید به دلیل انتقال نواحی مدارس به سواری تمیز رها شوند. ناوگان اتوبوس مدرسه با به اشتراک گذاشتن تجربیات اتوبوس برقی مدرسه در هوای سرد، داده‌های کارآیی و آموزش بهترین شیوه‌ها، می‌توانند اطمینان حاصل کنند که انتقال به اتوبوس‌های مدرسه برقی به طور عادلانه در آب‌وهوای مختلف و برای همه دانش‌آموزان اتفاق می‌افتد.

نسخه ای از این مقاله در ابتدا در ElectricSchoolBusInitiative.org ظاهر شد.

برایان زپکا مدیر تحقیقات، ابتکار اتوبوس مدرسه برقی، مرکز WRI Ross برای شهرهای پایدار است.