A INSERÇÃO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS - ANÁLISE DOS IMPACTOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

INSERÇÃO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS - ANÁLISE DOS IMPACTOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA DA CIDADE DE FORMIGA

CARINE FLÁVIA DOS REIS

MATEUS HERCULANO RABELLO FARIA

THAUANY OLIVEIRA SILVA

FORMIGA

2017

1. RESUMO

A inserção do veículo elétrico no mercado brasileiro e de diversos outros países do mundo é uma discussão atual, pois algumas mudanças serão causadas pela adoção de veículos que dependem da rede elétrica como o crescimento da demanda de energia. O objetivo deste projeto é avaliar qual o seria o impacto da inserção dos veículos elétricos no sistema elétrico de potência da cidade de Formiga. Para este estudo, será feita a previsão de uma frota de veículos elétricos que poderia estar presente na cidade, utilizando o bairro central como referência de estudo. Além disso, serão realizadas simulações via software a fim de gerar perfis de carregamento dos veículos elétricos em determinado período de tempo. Serão analisados os resultados quanto a perfil de tensão, fluxo de potência e perdas, identificando possíveis soluções para eventuais problemas.

1. INTRODUÇÃO

Segundo Martins (2013), a indústria automobilística está em seu ponto decisivo nos mais de cem anos de história, com a perspectiva e a expectativa de um novo paradigma tecnológico, o da inserção do veículo elétrico. A partir dos anos 2000, o cenário mundial mudou significativamente, a questão sustentabilidade versus a mobilidade urbana se tornou um assunto prioritário, questões de ordem energética, que se somam à preocupação com a segurança de suprimento de petróleo e gás natural, podem vir a marcar o início do declínio do motor a combustão. Ele poderá estar presente nos próximos anos e mesmo décadas, mas a tecnologia vem avançando exponencialmente, assim, os veículos elétricos podem ter seu espaço no mercado mundial (PIMENTEL, 2011).

Uma pesquisa feita pela Profuturo/FIA, indica que as principais barreiras aos veículos elétricos são: custo do veículo (26%), locais de recarga (21%), incentivos governamentais (20%), bateria (20%), custo da energia elétrica (3%), oferta de veículos elétricos (3%); preço e oferta de bens complementares (2%); manutenção (2%); combustíveis concorrentes (1%); e outros (3%) (ESCOBAR, 2013).

Mesmo diante destas barreiras a tendência é um aumento no número de veículos elétricos no cenário mundial, motivados por fatores como a superação de entraves tecnológicos, as preocupações ambientais e a exaustão dos recursos fósseis, fazendo-se necessário investir em fontes alternativas de energia em todos os setores, pois eles podem contribuir para a redução de emissões, já que utiliza energia limpa no seu abastecimento.

A eletricidade no Brasil é gerada localmente e distribuída por um sistema interligado altamente confiável. O uso do veículo elétrico (VE), aliado aos smart grids (redes inteligentes), permite que os automóveis elétricos funcionem como alimentadores da rede de distribuição, carregando suas baterias nas horas de baixa demanda e descarregando-as nos horários de pico (BARAN, 2012).

Tendo em vista a tendência de massificação dos veículos elétricos, uma das preocupações é a de analisar se a atual estrutura da rede comportará o acréscimo de carga que esses equipamentos irão proporcionar. Para que com a inserção dos VEs o Sistema Elétrico de Potência (SEP) não perca essa confiabilidade, é necessário um estudo da ampliação do SEP para atender essa nova carga (móvel). A principal ferramenta para a analise do impacto no SEP é o estudo de Fluxo de Potência.

O Fluxo de Potência é uma ferramenta básica em análise de sistemas elétricos. As equações do mesmo são aplicadas em sistemas de grande porte como de pequenas instalações. Através desta análise pode-se conhecer o desempenho de sistemas sob o ponto de vista de operação e planejamento, aumentando a efetividade da operação (SIMON, 2013).

Neste projeto utilizaremos o software SINAPgrid que é uma plataforma para a análise de redes elétricas com recursos que permitem sua utilização tanto na área de operação, como de planejamento dos sistemas de distribuição e de transmissão de energia elétrica. Sua principal característica e seu principal diferencial em relação a outros produtos do mercado é a modelagem da rede elétrica que permite a representação integrada e completa de qualquer topologia, envolvendo todos os segmentos do sistema, tornando-a ideal para a modelagem e análise de redes        inteligentes, onde os pontos de medição, monitoramento, controle, automação e geração estão presentes em qualquer nível de tensão (SINAPSIS INOVAÇÃO EM ENERGIA, [2017]).

Assim, este projeto de pesquisa propõe um estudo de caso, com simulação, para analisar o fluxo de potência, as perdas do sistema, o perfil de tensão e como o SEP suportará essa nova demanda.

3. OBJETIVOS E METAS

3.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste projeto é entregar uma simulação sobre os impactos (estabilidade de tensão do sistema, perda de cargas e sobrecarga) da inserção de veículos elétricos no SEP na cidade de Formiga, considerando duas formas de carregamento, uma controlada e uma não-controlada.

3.2 Objetivos específicos

• Levantar as diversas fontes de suprimento de energia para o veículo elétrico;
• Descrever o carregamento das baterias de alguns modelos veículos elétricos já existentes;
• Análise probabilística da demanda da frota de veículos elétricos;
• Comparar o percentual de demanda do veículo elétrico em relação a uma residência de classe média com quatro moradores e realizar uma análise de impacto de demanda sobre o sistema.
• Análise do Sistema Elétrico de Potência de Formiga, comparando o sistema atual com duas situações distintas de recarga dos veículos elétricos; sendo elas: o carregamento descontrolado e carregamento otimizado das baterias.
• Reconhecimento de melhor distribuição de carregamento dos veículos para minimizar a taxa de sobrecarga do sistema elétrico;
• Análise dos impactos do SEP, do Fluxo de Potência, das perdas do sistema e do perfil de tensão por meio do software escolhido.

4. JUSTIFICATIVA

O veículo elétrico se apresenta como mais eficiente e econômico. Somado a isso, trata- se de um veículo tecnologicamente limpo, pois não emite diretamente, gases poluentes que afetam a qualidade do ar. O aproveitamento da fonte energética que alimenta o motor elétrico chega a 90%, ou seja, é muito superior aos 30% obtidos pelo motor a gasolina (ROCHA, 2013).

Porém, alguns empecilhos são encontrados hoje para efetivamente os veículos elétricos começarem a ser produzidos em larga escala. Questões técnicas e politicas dificultam a entrada desses veículos no mercado internacional, e principalmente no nacional. Preocupações com a rede elétrica de distribuição e se esta está preparada para atender a demanda requerida, o custo da energia, impostos e falta de incentivo no país são algumas delas (CASTRO, 2010).