Vehicle to grid : análise técnica no sistema de distribuição de energia elétrica e de viabilidade econômica em aplicação residencial

Abstract

RESUMO: A eletrificação da frota de veículos representa um papel importante dentro das possibilidades disponíveis em curto prazo, ocasionando a diminuição das emissões dos gases do efeito estufa resultantes do processo de combustão que contribuem para mudança climática. Com a tendência de crescimento de utilização dos veículos elétricos (VEs), é necessária uma adoção planejada destes veículos para evitar o sobrecarregamento do sistema elétrico de potência devido ao novo perfil de consumo energético. Existem benefícios decorrentes da interação entre veículos elétricos e rede elétrica, sendo um deles a funcionalidade vehicle-to-grid (V2G) permitindo que o veículo elétrico participe do fornecimento de energia ao sistema elétrico de potência. Nessa direção, este trabalho propõe uma análise técnica e econômica de um sistema V2G. A análise técnica foi realizada por meio de uma simulação no software OpenDSS, e na análise econômica foram calculados os índices de viabilidade: valor presente líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR). Para análise técnica foram extraídos valores dos parâmetros de potências, tensão e corrente por fase das linhas presentes da rede IEEE 13 barras durante o horário de ponta com variação da quantidade de VEs. Para inserção de 7 VEs com perfil residencial foram observadas reduções de potência ativa nas fases da subestação alimentadora, consequentemente redução da potência aparente durante o horário de ponta. Mudando o perfil de inserção para cada ponto de instalação representado por um agregador de 20 VEs e com a implementação de 7 agregadores, totalizando 140 VEs conectados à rede, foi obtida uma redução de pelo menos 20% da potência aparente nos terminais da subestação do circuito. Em busca da quantidade máxima de VEs que altere a tensão no alimentador e demais elementos, foi encontrado que a situação crítica é observada na presença de 560 VEs. A configuração citada compreende 7 agregadores instalados na rede, composto por 80 VEs cada, e provoca uma redução nas linhas que conectam a subestação e o circuito. A viabilidade econômica da operação V2G em ambiente residencial foi calculada, e o valor mais atrativo foi encontrado para VE operando 5 horas/dia no sistema V2G . Por fim, é observado que o sistema V2G em horário de ponta reduz as demandas ativas, reativa e aparente que são requeridas pela rede de distribuição.