Os carros elétricos de carregamento inteligente com um mecanismo de preço dinâmico podem desempenhar um papel importante para ajudar a evitar que a rede elétrica fique sobrecarregada. Por seu PDEng na Twente University, Marieke van Amstel, da ElaadNL e Enexis Netbeheer, projetou um modelo para tornar a demanda e o fornecimento de energia mais flexíveis. Isso eliminará o maior risco de sobrecarga da rede elétrica. Os operadores da rede devem ser capazes de intervir se necessário e fazer com que os carros carreguem mais devagar em caso de risco de sobrecarga.

Semana Anterior, Marieke van Amstel defendeu com sucesso sua tese (Doutorado Profissional em Engenharia) intitulada Flexibility System Design for Electric Vehicles. Executando o gerenciamento de congestionamento para o DSO, em Arnhem, Os Países Baixos. Ela criou um projeto de sistema para flexibilidade na rede elétrica para o operador de rede elétrica Enexis e ElaadNL, o centro de conhecimento e inovação para carregamento inteligente de veículos elétricos. Ela baseou seu projeto em uma análise do impacto de diferentes tipos de carregamento inteligente no uso da rede elétrica usando uma simulação de computador de um distrito na cidade holandesa de Den Bosch.

Examinando as variantes de carregamento inteligente

Uma variedade de métodos de carregamento inteligente está disponível. Estímulos de preço muitas vezes podem desempenhar um papel, por exemplo. Já existe um mercado de energia que torna a cobrança atrativa em janelas de tempo de preços mais baixos. E em experimentos em andamento, os participantes do mercado são pagos pelo nível de flexibilidade que oferecem na demanda de energia. Em outros testes de carregamento inteligente, a gestão das estações de carregamento é ajustada para fornecer menos energia durante os horários de pico, e muito mais fora do horário de pico. Os pesquisadores também estão examinando o cenário em que o operador da rede transmite um sinal de controle direto que faz com que os carros elétricos carreguem mais lentamente se houver risco de sobrecarga da rede elétrica. O estudo compara nove cenários em um modelo de simulação baseado em agente para um distrito em Den Bosch apresentando uma variedade de tipos residenciais e opções de cobrança. A simulação assume o mix de energia que é esperado no ano de 2030, com 80 por cento de todas as famílias possuindo um carro elétrico.

O carregamento inteligente com perfis dinâmicos reduz as cargas de pico

Entre outras coisas, a simulação demonstra que o carregamento inteligente com perfis estáticos deve ser desencorajado. Por exemplo, se você não permitir que veículos elétricos sejam carregados entre 17:00 e 19:00 para reduzir a carga durante os horários de pico, um pico novo e ainda mais alto resulta no final dessa janela de tempo. Todos os carros conectados antes das 19:00 começarão a carregar simultaneamente às 19:00. Perfis dinâmicos, com base em um mercado, por exemplo, resultam em uma redução de carga de pico.

Van Amstel deseja adicionar um mecanismo de controle para operadores de rede elétrica para evitar sobrecarga. Um contrato de capacidade flexível seria uma opção possível. O contrato de capacidade permite que os operadores da rede elétrica regional implementem limites de capacidade quando a rede estiver sob risco de sobrecarga. Um sinal é então enviado para dispositivos flexíveis, como estações de carregamento para veículos elétricos, portanto, eles consomem menos energia temporariamente. A simulação mostra que a intervenção é necessária apenas incidentalmente, se o mercado funcionar de forma adequada.

Oportunidades e desafios para a rede elétrica

A ascensão dos veículos elétricos pode representar um desafio e uma oportunidade no gerenciamento da rede elétrica. Se muitos veículos forem cobrados simultaneamente em um único distrito, isso pode levar a demandas altas (ou excessivas) na rede elétrica no futuro. O pico de demanda de um carro elétrico moderno é comparável ao de dez residências. O carregamento inteligente resolve esse problema, resultando em um uso mais eficiente da rede. A implantação de tecnologia inteligente fará com que os carros sejam carregados principalmente fora dos horários de pico. Desta maneira, carros elétricos podem melhorar a flexibilidade na demanda de energia, permitindo maiores contribuições de energia solar e eólica para a rede. Tradicionalmente, o fornecimento é ajustado à demanda (as estações de energia são necessárias para produzir mais energia durante o pico de demanda), mas agora a demanda também pode ser ajustada à oferta. Isso é bom para um sistema de energia que cada vez mais gera energia de fontes sustentáveis. Usando o carregamento inteligente, os veículos elétricos poderão carregar mais rápido nos momentos de alta geração de energia solar ou eólica.