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MEGACITIES 2017 – DECARBONIZATION OF MOBILITYCentro de Convenções Bolsa do Rio
Câmara de Dirigentes Lojistas – Niterói - 04 e 05 de Abril de 2016
PAINEL IVINTEGRAÇÃO 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
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.
Sistema de Energia para
Veículos de Transporte
Fluxos de Energia Perante a
Eletrificação do Transporte Rodoviário
3Consumo de Energia de VEBs em MJ/km equivale a 1/3 dos VCIs
Geração de Energia Elétrica
Mix Predominante
Renovável
Sinergia Solar
Produção de Combustíveis
Mix Predominante
Não Renovável
Tanque de
Combustível
dos VCIs
Tanque de
Combustível
do VEH
Tanque de
Combustível
do VEHs
Tanque de
CombustívelBateria
VEH “Plug In”
Bateria
VEB
MJ
MJ
MJ MJ
MJ
Impacto do Modal Rodoviário a Combustão Interna no Brasil
4 Fonte Balanço Energético Nacional - EPE
47%
19 %
EMISSÕES de CO2
FÓSSIL
Modal RodoviárioSuper Predominante:
92,6 %Diesel + Gasolina
80 %
Efeito daMotorização
ElétricaPredominante
19%
47%
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.
Integração de Veículos Elétricos na
Rede de Distribuição
Demanda e Energia da Recarga de VEs Contabilizada Pela Empresa de Distribuição
Exemplo de
Teste de Recarga de Um VE
Intervalos de 1 Minuto
Potência kW x Tempo de Recarga
Demanda e Energia Contabilizada
pela Empresa de Distribuição
Intervalos de 15 Minutos
Tempo Total ≈ 45 Minutos
Área 3 Área
1
kW
Área
1
Área
2
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
Área
2
Área 3
A Demanda e Energia da Recarga dos VES se Superpõem aos Demais Suprimentos
Comportamento da Recarga de VEs( Métodos e Rotinas Desenvolvidas pelo GRUVE/UERJ )
7L. A Pecorelli Peres
Adaptável à Tarifação Branca, Verde e Azul.
Inclui Módulo Energético “Well to Wheel” e Emissões Comparativas
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
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
VEs
Curva de Demanda de 48 h.h
Curva de Demanda de 48 h.h
9
Simulação de Processo Estocástico da Recarga de VEs
(Horário de Conexão e Distâncias Aleatórios)
L. A Pecorelli Peres
Cada Ponto da Superfície Informa:
Horário de Conexão dos VEBs
Número de VEBs que se Conectaram
Respectivas Distâncias Prévias Percorridas Estado de Carga
Relação de Normas e Procedimentos Importantespara Estações de Recarga
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Normas Brasileiras Seguem a IEC e ISO
ISO/TR 8713:2012 - Veículos rodoviários propelidos a eletricidade – Vocabulário
61851-1 Parte 1 – Requisitos gerais
61851-21 Parte 21 - Requisitos de VEs (alimentação em CA e CC)
61851-22 Parte 22 – Estação de Recarga em CA
61851-23 Parte 23 – Estação de Recarga em CC (em estudo)
60783 Ed. 1.0 b - Fiação e conectores dos VEs
62196-1 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)
NBR 5419 – Proteção para Surtos de Tensão
“Case” Cidade Inteligente Búzios
Laboratório de Sistemas de Propulsão Veicular da UERJ
Estação de Recarga para Bikes Desenvolvida pelo GRUVE/UERJ
“Case” Cidade Inteligente Búzios
Planejamento de Infra Estrutura de Recarga
12L. A Pecorelli Peres
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
Demanda Total
do Alimentador
BUZ 05)
Capacidade de Recarregar Totalmente 5118 VEs !!!!
Apenas
VEs
Curva de Demanda de 48 h do Alimentador
VEs
Desenvolvimento de Estações de
Recarga pelo GRUVE/UERJ
14L. A Pecorelli Peres
Experiências de Recarga de Bike Elétrica e Nissan Leaf
na Cidade Inteligente Búzios
Iniciativas de Mobilidade Elétrica em Búzios
15L. A Pecorelli Peres
Frota de Bicicletas Elétricas Utilizadas
pela Guarda Municipal
Frota de Bicicletas Elétricas para
Combate e Fiscalização de Endemias
16L. A Pecorelli Peres
Resultados
Não há restrições na capacidade e funcionamento da rede.
Evita-se a emissão de 11,5 toneladas de CO2 fóssil
Detalhes Importantes
A recarga de ônibus elétricos é programável.
Análise da Penetração de 394 Carros e 40 Ônibus
Elétricos em Búzios no Período 2016 a 2025
Cada Ônibus Elétrico (200 km/dia) Absorção Anual de CO2eq de 1492 Árvores
Cada Carro Elétrico (30 km/dia) Absorção Anual de CO2eq de 19 Árvores
Cada árvore precisa de cerca 6 m2 de área e 20 anos para o crescimento pleno
Estação de recarga do Shopping Pátio Paulista. Iniciativa tomada em comemoração à Virada
Sustentável de 2014. A Schneider Eletric doou a estação para a população, tendo o Shopping
Pátio Paulista como parceiro, que cedeu o espaço.
CONCLUSÕES
Conclusões e Perspectivas para a Integração de VEs na
Rede Elétrica
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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.
.
https://www25.senado.leg.br/web/atividade/materias/-/materia/117572
(Projeto Ainda em Tramitação consultado em 30/09/17)
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Agradecimentos e Contatos
20L. A Pecorelli Peres
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)
Contato: lspv@uerj.br
Aos Organizadores e Patrocinadores deste Evento:
Obrigado pela Atenção.
Suas Perguntas Serão Bem-Vindas
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Foto no 26th International Electric Vehicle Symposium – EVS26 - Los Angeles, California, May 6-9, 2012. I
Infrastructure Plan for Charging Stations for Electric Vehicles in Rio de JaneiroL. A. Pecorelli Peres1, J. F. M. Pessanha1, J. V. Serra1, F. M. F. Particelli2, A. C. I. Caldas2
http://www.gruve.eng.uerj.br/download/EVS26PecorelliPeresID1727DEL2190146.pdf
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