Artigo Técnico - Smart Grids e Veículos Elétricos

As tecnologias que envolvem a telecomunicação e processamento de dados se desenvolvem num ritmo acelerado, um tanto quanto diferentemente do que vem acontecendo com a maior parcela das redes elétricas, que mantém em grande proporção o uso de equipamentos apenas eletromecânicos. 

Em contrapartida a este cenário altamente eletromecânico, surge o conceito de Redes Inteligentes – RI, que passa a fazer uso de tecnologias atuais de medição, atuação e transmissão de dados, com o objetivo de tornar as redes mais confiáveis, passíveis de estudos e, sobretudo, mais interativas com os usuários, permitindo que estes compreendam como se dão seus consumos de energia elétrica - EE, e como poderiam modifica-los, para, por exemplo, se inseridos em um cenário com diferentes patamares tarifários, deslocarem determinadas cargas para períodos de menor tarifa, reduzindo suas faturas elétricas, e potencialmente contribuindo para que cargas que antes compunham o horário de pico, fossem deslocadas para períodos de menor consumo.

Aprofundando um pouco mais na conceituação de RI, é possível identificar uma lacuna para um novo tipo de agente, que alia características de consumidor e comercializador de EE, conhecido como prosumer. Em um determinado momento é possível que este novo agente esteja consumindo EE da rede, em um segundo momento mantém-se apenas com recursos próprios, e por fim, comercialize excedentes de sua geração. Caminhando nestes mesmos passos, porém com capacidade bastante limitada, caracterizado como um banco de armazenamento de energia, aparecem os veículos elétricos plugáveis – VEP’s da próxima geração, com a possibilidade de atuação dupla (vehicle-to-grid – V2G e grid-to-vehicle – G2V).

Grande parte dos estudos voltados as microrredes tem enfoque na utilização de geração distribuída e seus desafios (Falcão, 2009). Entretanto, menos trabalhos se dedicam ao estudo das vantagens da possibilidade da interação bidirecional V2G e G2V, e das características referentes à previsão da demanda nestes cenários.

O surgimento dos VEP’s é visto como uma alternativa real aos veículos dependentes de combustíveis tradicionais, como gasolina e diesel. É esperado que com o aumento do número de VEP’s o atual sistema elétrico deva enfrentar novos desafios, tanto na sua operação quanto ao seu planejamento. Estes desafios devem ser notados em especial a nível de distribuição (baixa voltagem), tendo em vistas a gestão da demanda (Boulanger et al., 2011).

Desde que as atividades de recarregar os veículos elétricos não sejam adequadamente consideradas, é possível que a rede de distribuição seja exposta a um estresse severo, influenciando negativamente o sistema, degradando a qualidade da energia numa escala local (Lopes, Soares, Almeida, 2011).

Alguns trabalhos têm proposto estratégias para enfrentar os impactos negativos da recarga dos VEP's, tais estratégias de otimização e coordenação para a recarga destes veículos levam em consideração as diferentes partes envolvidas, abordando a minimização de perdas a nível de sistema, diminuição dos custos aos usuários, considerando ainda, o nível de carga das baterias dos VEP's, entre outros (Cao et al. 2012; Deilami et al., 2011; Zhongjing, Long, 2013).

A próxima geração de veículos elétricos com a tecnologia para operarem no modo V2G, e não apenas como G2V, podem trazer diversos benefícios para a rede elétrica, como a suavização da demanda de pico, nivelamento de carga, regulação de voltagem e frequência, entre outros, além de servirem como unidades de armazenamento distribuídas (Tuttle, Baldick, 2012; Bedir, Ozpineci, Christian, 2010).

Referências:

Falcão, D. M. “Smart Grid e Microredes: O Futuro Já é Presente”, VIII Simpósio de Automação e Sistemas Elétricos. Rio de Janeiro – RJ, 2009.

Boulanger, A. G.; Chu, A. C.; Maxx, S.; Waltz, D. L. “Vehicle electrification: Status and issues”,  Proc. IEEE, vol. 99, no. 6, pp. 1116–1138, 2011.

Lopes, J. A. P.; Soares, F. J.; Almeida, P. M. R.. “Integration of electric vehicles in the electric power system”,  Proc. IEEE, vol. 99, no. 1, pp. 168–183, 2011.

Cao, Y.; Tang, S.; Li, C.; Zhang, P.; Tan, Y.; Zhang, Z.; Li, J. “An optimized EV charging model considering TOU price and SOC curve”, IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 388–393, 2012.

Deilami, S.; Masoum, A. S.; P. S. Moses; M. A. S. Masoum, “Real-time coordination of plug-in electric vehicle charging in smart grids to minimize power losses and improve voltage profile”, IEEE Trans. Smart Grid, vol. 2, no. 3, pp. 456–467, 2011.

Zhongjing, M.; Long, R. “Optimal distributed charging coordinations of plug-in electric vehicles with market uniform clearing price mechanism”, Control and Decision Conference (CCDC), 2013 25th Chinese, pp. 3497-3502, 2013.

Tuttle, D. P.; Baldick, R. “The evolution of plug-in electric vehicle grid interactions”, IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 1, pp. 500–505, 2012.

Bedir, A.; Ozpineci, B.; Christian, J. E. “The impact of plug-in hybrid electric vehicle interaction with energy storage and solar panels on the grid for a zero energy house”, Transmission and Distribution Conference and Exposition, 2010 IEEE PES, PP. 1-6, New Orleans, LA, USA, 2010.

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