PAINEL IV INTEGRAÇÃO NA REDE ELÉTRICA. Comportamento da Recarga de Veículos Elétricos

Transcrição

1 MEGACITIES 2017 DECARBONIZATION OF MOBILITY Centro de Convenções Bolsa do Rio Câmara de Dirigentes Lojistas Niterói - 04 e 05 de Abril de 2016 PAINEL IV INTEGRAÇÃO NA REDE ELÉTRICA Comportamento da Recarga de Veículos Elétricos Luiz Artur Pecorelli Peres, D. Sc. Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ Grupo de Estudos de Veículos Elétricos GRUVE 1

2 Sistema de Energia para Veículos de Transporte Estação de Recarga instalada pela Neosolar Energia na região do Paraíso, na capital paulista. A iniciativa é realizada em parceira com a AZ Energy e Schneider Electric.

3 Fluxos de Energia Perante a Eletrificação do Transporte Rodoviário Geração de Energia Elétrica Mix Predominante Renovável Sinergia Solar MJ MJ Produção de Combustíveis Mix Predominante Não Renovável MJ MJ MJ Bateria VEB Tanque Tanque de Bateria de Combustível Combustível VEH Plug In do VEH Tanque de Combustível dos VCIs Tanque de Combustível do VEHs 3 Consumo de Energia de VEBs em MJ/km equivale a 1/3 dos VCIs

4 Impacto do Modal Rodoviário a Combustão Interna no Brasil Modal Rodoviário Super Predominante: 92,6 % Diesel + Gasolina 80 % EMISSÕES de CO 2 FÓSSIL 47% 19 % Efeito da Motorização Elétrica Predominante 19% 4 Fonte Balanço Energético Nacional - EPE

5 Integração de Veículos Elétricos na Rede de Distribuição Fortaleza, no Ceará, dispõe do primeiro sistema de carros elétricos compartilhados do Brasil. A Enel Distribuição Ceará é responsável pela plataforma de medição e acompanhamento do processo de carga nas estações, integrado ao sistema de faturamento de sua distribuidora de energia.

6 Demanda e Energia da Recarga de VEs Contabilizada Pela Empresa de Distribuição Exemplo de Teste de Recarga de Um VE Intervalos de 1 Minuto Demanda e Energia Contabilizada pela Empresa de Distribuição Intervalos de 15 Minutos Área 1 Área 2 Área 3 kw Área 1 Área 2 Área 3 Potência kw x Tempo de Recarga Tempo Total 45 Minutos Potência do Carregador do VE 4 kw Área 1 4 kw x 15 = 1 kwh Área 2 4 kw x 15 = 1 kwh Área 3 2,4 kw x 15 = 0,6 kwh Energia Total 2,6 kwh A Demanda e Energia da Recarga dos VES se Superpõem aos Demais Suprimentos

7 Comportamento da Recarga de VEs ( Métodos e Rotinas Desenvolvidas pelo GRUVE/UERJ ) Dados de Placa das Baterias e do Carregador, Autonomia do VE e Dados de Medições de Recarga (kwh / minuto). Obtenção das Curvas de Recarga em Intervalos de 15 min Superposição à Curva de Demanda em Estudo Processo Determinista VEs Recarregam no Mesmo Instante e Percorrem Previamente as Mesmas Distâncias. Concepção Não Realista Processo Estocástico Variáveis Aleatórias: Instante de Conexão dos VEs Distância Prévia Percorrida Calcula Fatores de Diversidade. Concepção Adequada Adaptável à Tarifação Branca, Verde e Azul. Inclui Módulo Energético Well to Wheel e Emissões Comparativas 7 L. A Pecorelli Peres

8 Simulação de Recarga de VEBs Conectados à Transformadores de Distribuição Recarga de 18 Carros Elétricos em Transformador de Distribuição (75 kva) Efeito Apenas do Horário de Conexão na Curva de Demanda de 48 horas. Processo Determinístico Sobrecarga 31,2 % (98,4 kva). Conexão da Frota 1:00 h. Distância Prévia: 80 km Horário da Demanda Máxima 1:00 h Demanda Máxima Total: 90,5 kw Energia: 305,8 kwh Processo Estocástico. Não há Sobrecarga (74,7 kva). Horário Médio da Conexão: 1:00 ± 4 h Distância Prévia: 80 km Horário da Máxima Demanda às 2:45 h Demanda Máxima Total: 68,7 kw Energia: 305,8 kwh VEs Curva de Demanda de 48 h.h VEs Curva de Demanda de 48 h.h

9 Simulação de Processo Estocástico da Recarga de VEs (Horário de Conexão e Distâncias Aleatórios) Cada Ponto da Superfície Informa: Horário de Conexão dos VEBs Número de VEBs que se Conectaram Respectivas Distâncias Prévias Percorridas Estado de Carga 9 L. A Pecorelli Peres

10 Relação de Normas e Procedimentos Importantes para Estações de Recarga Normas Brasileiras Seguem a IEC e ISO ISO/TR 8713: Veículos rodoviários propelidos a eletricidade Vocabulário Parte 1 Requisitos gerais Parte 21 - Requisitos de VEs (alimentação em CA e CC) Parte 22 Estação de Recarga em CA Parte 23 Estação de Recarga em CC (em estudo) Ed. 1.0 b - Fiação e conectores dos VEs e 2 - Requisitos gerais de plugues, tomadas, tomadas móveis e plugues fixos Especial Atenção: NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão. Módulos do PRODIST da ANEEL (Módulo 8 de Qualidade de Energia) 10 NBR 5419 Proteção para Surtos de Tensão

11 Case Cidade Inteligente Búzios Laboratório de Sistemas de Propulsão Veicular da UERJ Estação de Recarga para Bikes Desenvolvida pelo GRUVE/UERJ

12 Case Cidade Inteligente Búzios Planejamento de Infra Estrutura de Recarga 12 L. A Pecorelli Peres

13 Exemplo de Limite Estocástico de Alimentador da Smart City Búzios Suprimento à Búzios: Dois Transformadores de 25 MVA; 69 / 13,8 kv Sete Alimentadores de 13,8 kv (Horário Médio 21:00 ± 6:00 hs e Distância Média 50 ± 30 km) Demanda dos VEs Alimentador BUZ 05 LIMITE 11,5 MW Apenas VEs Demanda Total do Alimentador BUZ 05) VEs Curva de Demanda de 48 h do Alimentador Capacidade de Recarregar Totalmente 5118 VEs!!!!

14 Desenvolvimento de Estações de Recarga pelo GRUVE/UERJ Experiências de Recarga de Bike Elétrica e Nissan Leaf na Cidade Inteligente Búzios 14 L. A Pecorelli Peres

15 Iniciativas de Mobilidade Elétrica em Búzios Frota de Bicicletas Elétricas Utilizadas pela Guarda Municipal Frota de Bicicletas Elétricas para Combate e Fiscalização de Endemias 15 L. A Pecorelli Peres

16 Análise da Penetração de 394 Carros e 40 Ônibus Elétricos em Búzios no Período 2016 a 2025 Resultados Não há restrições na capacidade e funcionamento da rede. Evita-se a emissão de 11,5 toneladas de CO 2 fóssil Detalhes Importantes A recarga de ônibus elétricos é programável. Cada Ônibus Elétrico (200 km/dia) Absorção Anual de CO 2eq de 1492 Árvores Cada Carro Elétrico (30 km/dia) Absorção Anual de CO 2eq de 19 Árvores Cada árvore precisa de cerca 6 m 2 de área e 20 anos para o crescimento pleno 16 L. A Pecorelli Peres

17 CONCLUSÕES Estação de recarga do Shopping Pátio Paulista. Iniciativa tomada em comemoração à Virada Sustentável de A Schneider Eletric doou a estação para a população, tendo o Shopping Pátio Paulista como parceiro, que cedeu o espaço.

18 Conclusões e Perspectivas para a Integração de VEs na Rede Elétrica Métodos realistas de avaliação da recarga de VEs permitem o aproveitamento adequado da rede elétrica. A eletrificação do transporte rodoviário significa no Brasil uma economia de cerca de 2/3 da energia consumida por este modal para cada veículo que se integra a rede. A eletrificação do transporte rodoviário agrega-se de forma virtuosa à matriz energética brasileira, altamente renovável. A efetiva integração dos VEs na rede elétrica depende de políticas públicas a exemplo do PLS/174, de 2014 ainda em tramitação que visa tratar de forma equânime os impostos sobre VEs rodoviários (IPI 25%) bem maiores que os VCIs. 18

19 19 (Projeto Ainda em Tramitação consultado em 30/09/17)

20 Agradecimentos e Contatos Aos Organizadores e Patrocinadores deste Evento: À Direção da Faculdade de Engenharia da UERJ Ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica da UERJ (Duas Disciplinas Voltadas para a Eletrificação do Transporte Rodoviário) 20 Contato: lspv@uerj.br L. A Pecorelli Peres

21 Obrigado pela Atenção. Suas Perguntas Serão Bem-Vindas Foto no 26th International Electric Vehicle Symposium EVS26 - Los Angeles, California, May 6-9, I Infrastructure Plan for Charging Stations for Electric Vehicles in Rio de Janeiro 21 L. A. Pecorelli Peres1, J. F. M. Pessanha1, J. V. Serra1, F. M. F. Particelli2, A. C. I. Caldas2