Os proprietários americanos com painéis solares podem vender a eletricidade excedente que geram de volta às suas redes locais. Os proprietários de veículos elétricos (EV) devem poder fazer a mesma coisa?
Pesquisadores da Universidade de Rochester mostram como a chamada tecnologia V2G (vehicle-to-grid) pode alcançar estabilidade da rede e armazenamento de energia renovável - e economizar potencialmente US $ 120 a US $ 150 por ano - em um artigo publicado na ACS Sustainable Chemical &Engenharia .

A ideia está ganhando força em partes do Canadá e da Europa como uma forma de equilibrar o crescente descompasso no uso e geração de eletricidade que ocorre à medida que as fontes de energia solar e eólica dependentes do clima entram em operação. As fontes de energia renováveis, embora sejam melhores para o planeta, não podem substituir a energia tradicional porque nem sempre estão disponíveis. A capacidade de armazenar energia em uma bateria do tamanho de uma estação de energia pode resolver esse problema. Mas onde você pode encontrar esse tipo de capacidade de bateria? Em EVs estacionados.

Para ajudar a avaliar a viabilidade dos sistemas V2G, Heta Gandhi, Ph.D. estudante no laboratório de Andrew White, professor associado de engenharia química na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Rochester Hajim, desenvolveu um modelo computacional que leva em conta fatores não considerados anteriormente. Por exemplo, seu modelo considera a degradação das baterias, bem como uma ampla variedade de tempos de condução, distâncias e outros cenários. Ela e White, seu coautor, usaram o modelo computacional para desenvolver uma análise de custo-benefício para participantes de V2G em seis grandes cidades dos EUA. O trabalho ajuda pesquisadores e engenheiros a saber como as decisões de projeto afetam as pessoas que usam seus próprios veículos em V2G, uma consideração importante para alcançar níveis mais altos de energia renovável.

A análise mostrou que:

• Potenciais economias anuais para usuários de V2G em Boston, Chicago, Phoenix, Nova York, Washington, D.C. e São Francisco variaram de US$ 120 a US$ 150 por ano, com grande parte da variação refletindo diferenças nas taxas de eletricidade variáveis ​​locais.
l>
• Permitir que os passageiros definam seu próprio preço de venda limite é crucial para tornar um esquema V2G lucrativo para os passageiros.
• Aumentar a eficiência de carregamento e a taxa de carregamento da bateria é mais importante do que desenvolver baterias de íons de lítio de preço mais baixo para tornar os esquemas V2G lucrativos.

Todas as descobertas foram baseadas em dados coletados antes da pandemia de COVID-19, que alterou profundamente o trabalho e os hábitos de direção das pessoas. Mas já há sinais de um ressurgimento das viagens e um número crescente de pessoas retornando ao trabalho, observa Gandhi. Além disso, o uso crescente de VEs e energia renovável neste país sugere que o V2G acabará sendo uma consideração importante para os formuladores de políticas dos EUA.

"Este documento, eu acho, é muito valioso se realmente tentarmos buscar uma rota onde as pessoas possam descarregar eletricidade em seus veículos e vendê-la à rede", diz Gandhi. "Isso exigirá infraestrutura extra. No entanto, o V2G oferece uma excelente solução para armazenamento de energia e estabilidade da rede. Então, por que não fazer isso aqui?"

Fazendo os sistemas veículo-rede funcionarem

“Um veículo elétrico já está conectado à rede quando você usa um carregador público ou qualquer carregador para esse assunto”, explica Gandhi. "Se você fizer [um carregador] bidirecional, ele também pode transferir energia do veículo para a rede".

Uma operação V2G típica funciona assim:

• A bateria do VE é carregada fora do horário de pico, normalmente no meio da noite.
• O usuário se desloca para o trabalho e usa uma fração da capacidade da bateria ao fazê-lo.
• Enquanto o usuário está no trabalho, o carro ocioso é conectado à rede nos horários de pico e a eletricidade é vendida de volta à rede se o operador da rede precisar.
• Parte da capacidade da bateria é reservada para viajar de volta para casa.
• O ciclo é repetido.

O modelo descrito neste artigo avança a modelagem anterior em seu uso extensivo de dados do US Census Bureau e de outras fontes. Gandhi então usou modelagem estocástica para amostrar aleatoriamente todos os dados para levar em conta o maior número possível de variáveis, como variações nas rotas e distâncias de deslocamento dos indivíduos, padrões de trabalho e assim por diante. O modelo considera as tarifas históricas de eletricidade e calcula os custos de degradação da bateria com base nessas variáveis.

"Não nos apegamos a apenas um usuário ou assumimos que todos os usuários percorrerão 16 quilômetros por dia e todos trabalharão das 8 às 5, porque esse não é o caso", diz Gandhi.