6.3.1. Cenário de Aumento da Capacidade Instalada
Para se realizar um estudo em que se pretende conhecer o impacto no sistema elétrico da integração de veículos elétricos no parque automóvel, há que definir qual a quantidade de energia necessária para efetuar o carregamento desses veículos. Neste estudo e seguindo os pressupostos referidos em [32], considerou-se que a capacidade de uma bateria de um veículo elétrico, qualquer que seja o seu tipo, será de 3 kW. Para além disso, considera-se que sempre que um veículo elétrico é conectado à rede para efeitos de carregamento a sua bateria está totalmente descarregada. Considera-se ainda que a capacidade das baterias em 2020 é igual à capacidade atual.
Salienta-se que, sempre que, no estudo aqui desenvolvido se referir “veículos elétricos”, se pressupõe que se integram nesta definição todos os veículos elétricos cujas baterias são carregadas através da sua ligação à rede elétrica.
6.3.2. Carregamentos dos Veículos Elétricos
Tal como já foi referido na secção 4.4.2, aquando da referência ao projeto MOBI.E, existem, por norma, dois tipos de carregamento: carregamento rápido, com uma duração de 20 a 30 minutos; e carregamento lento, com uma duração entre 6 a 8 horas. Para este estudo considerou-se apenas a hipótese de carregamento lento, associada a períodos mais longos, e ignorando-se, por completo, a possibilidade de realizar carregamentos rápidos.
Ainda no que toca ao tipo de carregamento considerado, quanto ao tempo, para efeitos de obtenção de resultados, considerou-se que cada bateria carrega em 6 horas. Tal consideração é baseada na informação disponibilizada na página web do projeto MOBI.E [43], bem como no facto de ser expectável que o desenvolvimento da tecnologia de carregamento das baterias permita que o período de carregamento tenda para o tempo mínimo sugerido na referência supramencionada.
Passando agora para as considerações feitas quanto à escolha da hora inicial dos períodos de carregamento, foram escolhidos três cenários de carregamento que se encontram pré- definidos, que o utilizador do programa desenvolvido poderá selecionar:
Período de Carregamento Iniciado às 20h - este período pretende simular um
cenário no qual se verificaria um pico de início de carregamento de veículos elétricos a esta hora, decorrente deste ser o período em que se estimaria que todos os proprietários dos veículos já haviam chegado a suas casas, colocando o veículo elétrico em carregamento;
Período de Carregamento Iniciado às 21h - cenário semelhante ao anterior, mas
para uma hora depois;
Período de Carregamento Iniciado às 0h - cenário que pretende simular a
existência de uma tarifa bi-horária para o carregamento de veículos elétricos. Tal como já foi explicado anteriormente, esta tarifa incentivaria os utilizadores destes veículos a carregarem as suas baterias em horas de vazio, através de uma Impacto dos Veículos Elétricos nos Preços da Eletricidade e nos Diagramas de Carga em 2020
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tarifa reduzida, penalizando os que as carregariam em períodos de ponta, aumentando o valor da tarifa.
Realça-se que os dois primeiros períodos de carregamento anteriormente referidos decorrem da consulta do documento [32], no qual se indica estes dois períodos correspondendo ao pico na procura de energia para carregamento dos veículos elétricos.
Para além destes três cenários pré-definidos e construídos no âmbito dos pressupostos anteriormente referidos, há a destacar a possibilidade de o utilizador do programa criar o seu próprio cenário de carregamento. Esta funcionalidade foi implementada com o intuito de flexibilizar a possibilidade de simulação de períodos de carregamento que o utilizador do programa possui, através da utilização da opção “Carregamento Definido”, como se pode voltar a observar na Figura 6.1..
Figura 6.1 – Interface Gráfica do Programa demonstrando a hipótese de definir o período de
carregamento.
Como se pode verificar, através da seleção, para cada hora, da percentagem de veículos elétricos (face ao total de veículos elétricos no parque automóvel), o utilizador poderá criar as combinações que pretender quanto a períodos de carregamento de veículos. Esta possibilidade é especialmente apropriada para um caso em que se pretenda simular uma maior diversidade na escolha dos períodos de carregamento por parte dos utilizadores de veículos elétricos, tentando reproduzir um desejo de carregamento das baterias dos mesmos sem qualquer tipo de padrão. Para além disso, esta opção é útil para se simular o tipo de carregamento smart-charging, uma vez que permite, com uma análise aprofundada do diagrama de cargas sem veículos elétricos, identificar os períodos de tempo nos quais seria interessante carregar as baterias. Dessa forma, poder-se-ia chegar a algumas conclusões interessantes face à consequência da implementação deste tipo de técnica de carregamento.
Realça-se ainda que esta funcionalidade foi utilizada no estudo desenvolvido nesta Dissertação, tal como será demonstrado mais adiante, neste documento. Em qualquer dos casos, o período de carregamento será sempre de 6 horas. Isto é, se, por exemplo, o utilizador indica que 10% dos veículos elétricos iniciam o carregamento às 10h, então o período de carregamento destes veículos terminará no final da hora 15.
98 Introdução
6.3.3. Número de Veículos Elétricos e Energia Associada
Como já foi referido, a potência considerada para as baterias é de 3 kW, qualquer que seja o tipo de veículo elétrico. Assim, no que toca à quantidade de energia necessária, em cada hora, para o carregamento das baterias dos VE, a mesma é dada pela multiplicação do número de veículos elétricos pelo valor da potência das baterias.
Quanto ao número de veículos elétricos disponível no parque automóvel em 2020, considerararm-se vários cenários, a seguir descritos. Há, porém, uma importante ressalva a fazer: neste estudo, foi considerado o número total de veículos elétricos em Portugal e em Espanha, bem como o parque automóvel previsto para os dois países. Esta consideração foi feita uma vez que, recordando a existência de um mercado comum de energia elétrica, não há razão para se proceder a um estudo deste género para os dois países, em separado. Muito pelo contrário, havendo um mercado comum, qualquer proposta de compra de energia para carregamento de veículos elétricos apresentada por um agregador em mercado comum, e não a um mercado específico nacional, pelo que irá alterar as condições do mesmo.
No que toca aos cenários de caraterização do parque automóvel elétrico, foram adotados os cenários estudados em [27]:
Cenário 1 - cenário com maior probabilidade de ocorrência, de todos os cenários
construídos. Para este cenário são considerados os seguintes pressupostos, extrapolados para este trabalho:
Desenvolvimento tecnológico das baterias limitado;
Combustíveis líquidos continuam a providenciar energia relativamente barata;
Investimento em desenvolvimento de tecnologias para VE limitado por parte da indústria automóvel;
Desenvolvimento limitado das infraestruturas de carregamento; Custos pouco competitivos.
Cenário 2 - cenário mais agressivo que o anterior, no que toca à taxa de
penetração de veículos elétricos. Foi o cenário utilizado em numerosos estudos realizados no âmbito do projeto MERGE. Este cenário assenta nos seguintes pressupostos:
Aposta nos veículos elétricos por parte dos fabricantes de automóveis para reduzir emissões de CO2 da sua frota;
Continuação do desenvolvimento das baterias;
Continuação do aumento dos preços dos combustíveis líquidos;
Investimento significativo no desenvolvimento da tecnologia dos veículos elétricos;
Desenvolvimento significativo das infraestruturas de carregamento; Aumento das restrições legais relativas às emissões de gases poluentes.
Cenário 3 - cenário muito agressivo no que toca à integração de veículos elétricos
no parque automóvel. Segundo [27], os números deste cenário não deverão ser excedidos. Os pressupostos tidos em conta para a construção deste cenário são os seguintes:
Custo e peso das baterias são substancialmente reduzidos;
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Custo da eletricidade menor que o dos combustíveis que com ela competem;
Infraestrutura de carregamento com qualidade e capacidade elevada; Penetração de veículos elétricos na maioria dos segmentos;
Insistência no aperto da legislação de controlo das emissões de gases poluentes, no sentido da eliminação de veículos de motor de combustão interna.
O estudo [27] apresenta diversos valores que foram adotadas neste estudo, nomeadamente, previsões realizadas para o número e veículos elétricos em circulação, em 2020, nos dois países, para cada um dos cenários acima mencionados. Estes números estão apresentados na Tabela 6.1..
Tabela 6.1 — Números de veículos elétricos previstos para 2020. País Cenário 1 “MERGE 1” Cenário 2 “MERGE 2” Cenário 3 “MERGE 3” Portugal 24 311 49 698 101 435 Espanha 137 864 281 777 575 184
Como se pode verificar, à medida que se passa do cenário 1, para o 2 e para o 3, vão também aumentando o número de veículos elétricos previsto para os dois países. Isto encontra-se, portanto, perfeitamente de acordo com os pressupostos referidos para a construção dos três cenários, nomeadamente, no que concerne à agressividade das considerações feitas quanto à penetração deste tipo de veículos elétricos nos parques automóveis de Portugal e de Espanha.
É de realçar que, para a previsão do número total de veículos nos parques automóveis de Portugal e Espanha, o estudo consultado apresentou os seguintes dados:
Portugal:
Parque automóvel em 2008 - 4 408 000; Taxa média de crescimento anual - 2,00%; Parque automóvel em 2020 - 5 590 410.
Espanha:
Parque automóvel em 2008 - 22 145 000; Taxa média de crescimento anual - 1,40%; Parque automóvel em 2020 - 25 804 366.
Os dados aqui apresentados para os parques automóveis previstos para 2020, para Portugal e para Espanha, serão utilizados numa funcionalidade criada no programa desenvolvido e já referida anteriormente. Esta funcionalidade carateriza-se pela possibilidade do utilizador optar por inserir um novo cenário de integração de veículos elétricos. Isto é, como se pode verificar na Figura 6.2., é dada ao utilizador a opção de escolher a opção “Outro Cenário”, especificando de seguida a taxa de penetração de veículos elétricos que pretende que seja simulada.
100 Introdução
Figura 6.2 – Interface Gráfica do Programa com demonstração da definição da quantidade.
Esta opção permite uma grande flexibilidade na utilização do programa, permitindo a utilização de outras previsões que não as do estudo MERGE, adotadas neste trabalho. Há ainda a destacar que a taxa de penetração a inserir pelo utilizador é uma taxa comum aos dois países e que não deve ser superior a 10%, devido a restrições técnicas do programa, tal como referido no ponto 5.5.5..