Com base nos resultados expostos na seção 3.4.1, conclui-se que para o cálculo da energia demandada por um VE em Brasília, faz-se necessário o emprego de ciclos de condução obtidos nesta cidade. Por esta razão, no presente estudo, faz-se uso das informações advindas da tese de doutorado em desenvolvimento intitulada "Modelo de Quantificação dos Consumos e Emissões de CO2 dos Veículos Elétricos com Impacto na Matriz Energética do Brasil". Nesse trabalho,
foram coletados diversos ciclos de condução para diferentes regiões do Distrito Federal em variadas condições de trânsito.
Na Fig. 3.6, são expostos os ciclos de condução para o Lago Sul em três diferentes instantes do dia, a saber: horário de pico pela manhã e dois horários fora do horário de pico. O Lago Sul é uma região do Distrito Federal com grande potencial para adoção de VE. Os mencionados ciclos de condução representam o comportamento médio de um motorista deslocando-se do Lago Sul até a área central de Brasília nos horários citados. Este é um trajeto realizado diariamente por uma significativa parcela da população do Distrito Federal. Com o objetivo de avaliar as diferenças presentes nesses ciclos, foi criado um histograma contendo as faixas de velocidade e sua frequência relativa (Fig. 3.7). É possível verificar pelas Fig. 3.6a e 3.7a que, em horário de pico, a faixa de velocidade mais frequente é a que possui velocidades de 10 km/h até 20 km/h. Já para o segundo (Fig. 3.6b e 3.7b) e terceiros ciclos (Fig. 3.6c e 3.7c), verifica-se uma predominância de valores dentro da faixa de 70 km/h a 80 km/h.
0 500 1000 1500 2000 Tempo (s) 0 20 40 60 80 100 Velocidade (km/h)
(a) Horário de pico.
0 200 400 600 800 Tempo (s) 0 20 40 60 80 100 Velocidade (km/h)
(b) Fora do horário de pico 1.
0 200 400 600 800 Tempo (s) 0 20 40 60 80 100 120 Velocidade (km/h)
(c) Fora do horário de pico 2.
0 - 9 10 - 19 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 69 70 - 79 80 - 80 90 - 99 Faixa de velocidade (km/h) 0 5 10 15 20 25 30 Freq. relativa (%)
(a) Histograma com a frequência relativa das faixas de velocidade para o percurso no horário de pico.
0 - 9 10 - 19 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 69 70 - 79 80 - 80 90 - 99 Faixa de velocidade (km/h) 0 5 10 15 20 25 Freq. relativa (%)
(b) Histograma com a frequência relativa das faixas de velocidade para o percurso fora do horário de pico 1. 0 - 9 10 - 19 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 69 70 - 79 80 - 80 90 - 99 Faixa de velocidade (km/h) 0 5 10 15 20 25 Freq. relativa (%)
à identificação das diferenças entre elas. Nesse caso, como não foi possível o desenvolvimento de experimentos que permitissem uma determinação precisa da potência acessória para uso nas simulações, optou-se pelo emprego do valor padrão para o FASTSim na metodologia B de 0,25 kW. Os resultados desse processo são apresentados na Tabela 3.3.
Em geral, a aplicação de condições de trânsito como as do primeiro ciclo da Fig. 3.6 resultam em um maior consumo de combustível para os veículos a combustão. Nestas condições, tais veí- culos não trabalham em suas regiões de melhor desempenho. Além disso, eles permanecem por grandes períodos em espera, e têm perdas com o processo de frenagem. No entanto, observa-se que essas circunstâncias geram menores consumos para VE tanto pela metodologia B quanto pela C. Conforme destacado anteriormente, esse fenômeno é decorrente da maior eficiência dos motores elétricos, da faixa praticamente constante de torque e do processo de regeneração de energia na frenagem.
Da Tabela 3.3, é possível observar comparando-se os valores obtidos da aplicação de cada uma das metodologias para o primeiro ciclo, que a utilização de um valor constante de 0,15 kWh/km (que havia apresentado o melhor desempenho na estimação da energia para percursos urbanos do MEA), resultou, para esse caso, em discrepâncias elevadas em relação às demais metodolo- gias. Considerando o valor de 0,15 kWh/km como referência, têm-se discrepâncias em relação às metodologias A e C próximas a 26% e a 29%, respectivamente.
A aplicação do segundo e do terceiro ciclos de condução da Fig. 3.6 à metodologia B resultou em valores que não apresentam divergência percentual de 2% considerando-se o menor valor como referência no cômputo. Já para a metodologia C resultou em valores próximos a 9%. É importante ressaltar ainda que, a aplicação da metodologia B em uma parte do ciclo de condução menor do que o seu cumprimento total, como descrito por [31], pode resultar em valores diferentes aos que são apresentados na Tabela 3.3 para o consumo de combustível.
Com base nos resultados encontrados, definiu-se para este estudo que as análises dos impactos dos VE na rede elétrica serão efetuadas com base na aplicação da metodologia C. Como esta meto- dologia permite a abordagem de um significativo conjunto de variáveis, o que em geral culmina em resultados mais precisos, somado ao fato de se tratar de uma modelagem forward-facing, justificam esta escolha.
3.6
Considerações Finais
Este capítulo teve como objetivo central a avaliação comparativa entre três métodos existentes na literatura para a quantificação da energia demandada por um VE em uma dada trajetória. A primeira metologia sugere o uso de um valor fixo de energia por quilômetro. Cabe destacar que não há menção neste trabalho das condições nas quais o sugerido patamar foi encontrado. A segunda metodologia utiliza parâmetros aerodinâmicos divulgados pela EPA. Já a terceira é baseada no emprego do FASTSim, uma ferramente desenvolvida pelo NREL.
conjunto de informações advindas do MEA, colhidas em carregamentos de VE no Reino Unido. Tais informações foram classificadas em percursos urbano, rural e rodoviário, com base na localização do participante e na distância total percorrida. Isso permitiu a utilização dos ciclos de condução oriundos do projeto ARTEMIS. Com isso, verificou-se a importância da quantificação adequada da potência acessória, bem como a variação do consumo observada com os diferentes ciclos de condução.
A fim de se avaliar os impactos dos VE em um alimentador do Distrito Federal, executou-se uma investigação para a determinação da energia média demandada nessa localidade. Para tanto, fez-se uso dos ciclos de condução que foram desenvolvidos para a mencionada região. Por meio do FASTSim e empregando-se os ciclos de condução do Lago Sul, identificou-se as discrepâncias resultantes do emprego das três metodologias em questão. Desta avaliação, concluiu-se que a metodologia C é a mais apropriada para o cálculo da energia demandada por um VE. Por esta razão, esta será a metodologia empregada nos cálculos dos impactos dos VE na rede elétrica.
Capítulo 4
Análise de impactos de veículos elétricos
na rede de distribuição
4.1
Considerações iniciais
Neste capítulo, tem-se como objetivo quantificar os impactos técnicos que a integração de VE, GDFV e SA pode resultar na demanda de pico, nas perdas técnicas, nas tensões, no desequilíbrio, no carregamento dos transformadores e nos condutores. Para tanto, emprega-se o Método de Monte Carlo. Nessa perspectiva, este capítulo está organizado da seguinte forma:
1. Inicialmente, são apresentadas as variáveis aleatórias empregadas nas simulações de impactos decorrentes da integração de VE na rede elétrica, suas distribuições de probabilidade, e os valores utilizados (Seção 4.2);
2. De maneira análoga, são expostas as variáveis aleatórias relacionadas à GDFV (Seção 4.3); 3. Na sequência, têm-se os aspectos vinculados aos SA (Seção 4.4);
4. Uma vez apresentadas as variáveis aleatórias de cada conjunto de simulações, realiza-se uma breve descrição do alimentador selecionado para este estudo (Seção 4.5);
5. Na seção 4.6 é descrita a forma como o método de Monte Carlo foi aplicado nas simulações deste trabalho;
6. Por fim, são exibidos nas seções 4.7, 4.8 e 4.9, respectivamente, os resultados para os estudos de casos contendo: apenas VE, VE e GDFV, e VE, GDFV e SA.