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Energia
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Consumo e produção responsáveis
A maior parte dos automóveis está estacionada sem fazer nada durante 90-95% do tempo. Com uma mudança acelerada para a utilização de veículos eléctricos (VE), as baterias dos VE oferecem um enorme potencial em termos de utilização da sua vasta capacidade de armazenamento coletivo como uma solução flexível para apoiar a rede, que pode ser sobrecarregada com um fornecimento intermitente de energia renovável. O carregamento bidirecional de veículos eléctricos (V2X) refere-se a carregadores de VE que permitem não só carregar a bateria do VE, mas também retirar energia da bateria do automóvel e devolvê-la à rede quando necessário.
Existem dois receptores principais de energia de um VE: a rede (V2G) e a eletricidade de uma casa ou edifício (V2H). O carregamento bidirecional cria uma maior sinergia entre o sector dos transportes limpos e as fontes de energia renováveis, uma vez que as baterias dos automóveis podem armazenar o excesso de energia criada por fontes renováveis variáveis, como a eólica e a solar, e depois fornecer energia à rede ou a casa quando a procura é elevada ou a produção de energia é baixa. Isto reduz os cortes de energia, diminui a necessidade de investimentos em infra-estruturas de rede e permite uma maior integração das energias renováveis. Além disso, o carregamento V2H pode atuar como uma fonte de energia de emergência durante as falhas de energia e o V2G pode proporcionar aos proprietários de veículos um rendimento extra através da arbitragem dos preços da energia variáveis no tempo.
Problemas a resolver
| Congestionamento da rede eléctrica | Aumento do consumo de energia | Flutuação da produção de energias renováveis | Picos irregulares no consumo de energia |
O principal objetivo do carregamento bidirecional de veículos eléctricos é aumentar a flexibilidade da rede. Deste modo, aumenta os potenciais fluxos de receitas através da arbitragem ou da prestação de serviços auxiliares e da integração da energia solar fotovoltaica, bem como a autossuficiência em caso de cortes de eletricidade, permitindo simultaneamente a otimização de micro-redes inteligentes. Além disso, a solução alcança os benefícios a seguir enumerados. Embora seja provável que alguns benefícios sejam satisfeitos com uma implementação básica da solução, a satisfação dos potenciais benefícios adicionais depende das funções implementadas num projeto específico.
Melhorar a eficiência do fornecimento de energia
Pico de procura de energia para a barba
Aumenta a estabilidade da rede
Redução do uso de fósseis
Diminuição do consumo de energia nos edifícios
Aumento da quota das energias renováveis
Reduzir as emissões de GEE
O carregamento bidirecional permite o carregamento de veículos eléctricos
O carregamento bidirecional permite não só carregar, mas também armazenar eletricidade na bateria do automóvel
O carregamento bidirecional permite devolver a energia à rede
Produtos que gerem a oferta e a procura de energia
Com um controlo adequado, é proporcionada flexibilidade à rede
Produtos e serviços que permitem a utilização do VE como fonte de energia de reserva
Produtos e serviços que permitem a utilização da bateria do veículo elétrico para equilibrar e controlar as frequências
Produtos que informam o cliente sobre os serviços
Serviços que permitem o pagamento da energia devolvida à rede
Os sistemas de propulsão eléctrica irão moldar e alterar significativamente o futuro da mobilidade. O nosso conceito de optimização V2G demonstra uma carga bidireccional para melhorar a estabilidade da rede.
As variantes do carregamento bidirecional dizem respeito ao facto de a energia ir do veículo para a rede (V2G) ou para um edifício ou casa (V2B ou V2H).
A rede inteligente controla o carregamento dos veículos e devolve a eletricidade à rede. O operador da rede de transporte pode estar disposto a comprar eletricidade aos clientes nos períodos de pico de procura ou a utilizar a capacidade das baterias dos VE para serviços auxiliares, como o equilíbrio e o controlo da frequência.
As cidades com perfis elevados de produção de energia solar fotovoltaica (PV) beneficiam mais do carregamento bidirecional do que as cidades com perfis elevados de produção de energia eólica, porque a energia solar é produzida e armazenada durante o dia e pode ser enviada à noite, quando o veículo está ligado à rede. Outros factores de apoio incluem preços dinâmicos da eletricidade e mercados competitivos de serviços auxiliares. (IRENA, 2019)
Mobilidade
Energia
Em Barcelona, foi implementada uma forma inovadora de carregamento Vehicle-to-X (V2X) para veículos eléctricos. Isto pode aumentar a penetração das energias renováveis, o armazenamento de energia, a flexibilidade da rede e facilitar a optimização da gestão da energia.
Energia
Edifício
O projecto Parker testou a validade de uma frota da empresa com serviços Vehicle to Grid (V2G) para apoiar a rede eléctrica e apoiar uma maior integração das energias renováveis, ao mesmo tempo que gera receitas.
Os veículos fornecem energia suplementar ao edifício ou à casa. Isto não afecta diretamente o desempenho da rede, mas fornece uma fonte de energia de reserva. Pode também ajudar o proprietário do veículo a evitar encargos de procura ou a aumentar a quota de utilização da energia produzida no local pela produção distribuída.
Na sequência do desastre de Fukushima, o V2H comercial está disponível no Japão desde 2012 para fornecer eletricidade de emergência em caso de corte de energia. A implantação no mercado ainda não foi alcançada noutros locais.
À medida que as cidades produzem cada vez mais energia renovável para atingir os seus objectivos de neutralidade de carbono, o carregamento bidirecional oferece um sistema de armazenamento de energia mais barato para equilibrar e otimizar a rede. No entanto, para que o carregamento bidirecional tenha êxito numa cidade, é necessário que existam regulamentos e políticas que apoiem esta solução:
Como a tecnologia é nova, as cidades podem promover um comportamento sustentável construindo a infraestrutura em pequena escala (por exemplo, a frota municipal) com a intenção de desenvolver a solução a longo prazo. Além disso, para apoiar a implantação em larga escala do carregamento bidirecional, as estações de carregamento recentemente planeadas devem ser carregadores "inteligentes" capazes de facilitar o serviço de rede descrito com a solução V2X.
Mapa das partes interessadas de um sistema de carregamento bidirecional de veículos eléctricos (BABLE, 2021)
De acordo com o Centro de Investigação em Energia Solar e Hidrogénio (ZSW) da Alemanha, 5,6 milhões de veículos eléctricos circulavam nas estradas mundiais no início de 2019. Se a maioria dos veículos de passageiros vendidos a partir de 2040 forem eléctricos, mais de mil milhões de veículos eléctricos poderão estar em circulação em 2050. Isto significaria que, em meados do século, estariam disponíveis cerca de 14 terawatts-hora (TWh) de baterias de VE para fornecer serviços de rede, em comparação com os 9 TWh previstos de capacidade de baterias estacionárias. Normalmente, os VE só precisam de carregar 10% do tempo em que estão parados e estão estacionados 95% do tempo, deixando 85% do seu tempo de vida para, em teoria, fornecer serviços de flexibilidade à rede(Mohammadi, 2019).
Os pontos de carregamento bidireccionais são ainda uma tecnologia incipiente e existem muito poucos no mercado. Assim, a estrutura de custos varia muito e espera-se que mude à medida que a tecnologia amadurece.
Os custos de um sistema de carregamento bidirecional de veículos eléctricos devem-se aos custos da interface, que são 3 a 5 vezes superiores aos do carregamento inteligente unidirecional. Além disso, é necessário novo hardware e as baterias podem degradar-se mais rapidamente.
Energia
Mobilidade
Introdução de estações de carregamento bidireccionais, juntamente com sistemas inteligentes de gestão de carga e carregamento, para a mobilidade eléctrica na Baumwollspinnerei. Assim, um mero consumidor de energia (veículo elétrico) é transformado num potencial sistema de armazenamento de energia.
Energia
Mobilidade
A interação da gestão de carga para controlar a taxa de carga (e no caso de VEs bidireccionais - direção de carga) em relação às baterias de armazenamento, a fim de aumentar a estabilidade da rede e melhorar a utilização de fontes de energia renováveis no local.
Mobilidade
Energia
Em Barcelona, foi implementada uma forma inovadora de carregamento Vehicle-to-X (V2X) para veículos eléctricos. Isto pode aumentar a penetração das energias renováveis, o armazenamento de energia, a flexibilidade da rede e facilitar a optimização da gestão da energia.
Energia
Edifício
O projecto Parker testou a validade de uma frota da empresa com serviços Vehicle to Grid (V2G) para apoiar a rede eléctrica e apoiar uma maior integração das energias renováveis, ao mesmo tempo que gera receitas.
O atual regulamento da UE relativo às emissões dos automóveis é o mais rigoroso a nível mundial. Para além de outras restrições, os limiares já não podem ser atingidos apenas com os veículos convencionais. Uma tecnologia alternativa, que reduz as emissões locais, são os veículos eléctricos.
De acordo com a Diretiva relativa ao desempenho energético dos edifícios (EPBD), os edifícios são responsáveis por cerca de 40% do consumo de energia e 36% das emissões de CO2 na UE.
A resiliência urbana é a capacidade de um sistema urbano e de todos os seus componentes, a escalas temporais e espaciais, para manter ou regressar rapidamente às funções desejadas face a uma perturbação.
A participação dos cidadãos desempenha um papel fundamental na forma como os aglomerados humanos são governados. Os processos de tomada de decisão são melhorados com a participação das pessoas mais afectadas e intimamente ligadas aos desafios societais.
As microrredes estão a emergir como uma solução atractiva e viável para as cidades, empresas de serviços públicos e empresas satisfazerem as necessidades energéticas das comunidades, tirando partido de recursos mais sustentáveis, aumentando simultaneamente a resiliência, reduzindo as emissões e atingindo objectivos políticos ou empresariais mais amplos.