A acumulação de energia com carregamento de veículo elétrico

Circutor | 23 de Fevereiro de 2023

A eletrificação da mobilidade parece não ter travões e prova disso são os índices de crescimento de vendas que são ultrapassados praticamente de forma mensal. Neste sentido, o fecho do ano 2022 pressupôs um novo recorde, tanto em volume, como em participação no mercado mundial de venda de turismos.

Em 2022 a venda de turismos elétricos alcançou um volume próximo aos 10 milhões unidades. Entre estes turismos encontram-se tanto os que são apenas elétricos, como aqueles que são híbridos elétricos. Estas vendas pressupõem um crescimento de 50% relativamente ao volume do ano anterior.

No entanto, uma das características mais destacáveis da transição no sentido da mobilidade elétrica é a assimetria. Na Noruega, a venda dos veículos elétricos já é totalmente maioritária. Na China, a venda dos turismos 100% elétricos já pressupõe uma quarta parte do total de veículos vendidos. Por outro lado, existem inúmeros países nos quais a penetração no mercado desta opção é, todavia, uma opção minoritária como, por exemplo, Estados Unidos, México, Brasil ou Índia.

Não existe uma única causa que explique o porquê da evolução das vendas dos veículos elétricos em cada país, mas, sem dúvida alguma, a implementação da rede de carregamento é uma das mais importantes.

Onde podemos carregar o nosso veículo elétrico?

Para poder ter sucesso na implementação da eletromobilidade é muito importante contar com uma rede de carregamento, tanto vinculada, como de oportunidade, que nos permita assegurar a máxima autonomia do nosso veículo para o utilizar com total normalidade e tranquilidade.

Habitualmente, associa-se o veículo elétrico à franja da população que dispõe da possibilidade de realizar o seu carregamento em casa ou no local de trabalho. Nesta situação, o carregamento realiza-se, habitualmente, em forma de carregamento lento, aproveitando a potência contratada nos edifícios associados ao serviço. Esta tipologia funciona perfeitamente quando se pensa numa moradia familiar, ou num lugar de estacionamento no mesmo edifício no qual se encontra a sua propriedade e, portanto, é simples realizar a derivação direta.

No que nos rodeia existe uma grande parte da população que não tem disponibilidade de um lugar de estacionamento associável ao seu próprio contrato de fornecimento, quer por ter um lugar num espaço de acolhimento ou por carecer de um espaço de estacionamento definido. Nestas situações, os hubs de carregamento e o carregamento laboral podem ser uma solução, mas estão estes espaços preparados para a gestão deste novo serviço?

Podemos adequar as instalações e cobrir o carregamento?

Em muitos dos espaços e edifícios nos quais se concentra um grande número de veículos que deverão ser carregados em breve, a infraestrutura elétrica disponível está dimensionada para as necessidades básicas e não para esta nova procura.

Até agora a opção generalizada foi a de instalar dispositivos e aplicações com capacidade de modulação dinâmica do carregamento, também conhecidos com o acrónimo DLM (Dynamic Load Management), de forma que apenas se dedica à potência residual, em tempo real, do edifício para a repartir entre os veículos que pedem o serviço.

Mas o que acontece se a potência para o carregamento é insuficiente?

Uma solução ideal para facilitar este desafio é a incorporação de um sistema de acumulação de energia que pode, ou não, estar associado a alguma capacidade de auto geração de energia no próprio espaço.

Proponhamos um novo exemplo:

Se considerarmos uma potência de carregamento de 3,6 kW para cada veículo, e um consumo de 15 kWh por cada sessão, podemos imaginar que se o número de veículos alcançar uma vintena enfrentamos um aumento da procura de 72 kW e 300 kWh de consumo.

No caso de dispor de uma potência de 15 kW de rede, podemos dispor de um volume de energia diária de 360 kWh. Para esta aplicação, um sistema equipado com 300 kWh de capacidade e 50 kW de capacidade de descarga seria suficiente para poder assegurar o serviço sem necessidade de modificar a infraestrutura existente.

No entanto, sem dúvida alguma, é no carregamento rápido que a acumulação de energia vai ter um papel mais importante. Se atentarmos ao planeamento de novos pontos de carregamento que definem as diretivas europeias que fixam a obrigatoriedade de dispor, para 2026, de pontos de carregamento rápido a uma distância não superior a 60 km em comprimento e largura da geografia, entende-se a necessidade de dispor de potência instantânea em lugares desprovistos, atualmente, de linhas elétricas suficientes.

Proponhamos um novo exemplo:

Desejamos instalar dois pontos de carregamento de 150 kW numa estação de serviço alimentada por uma linha elétrica com capacidade para apenas 50 kW e o primeiro passo que devemos abordar é entender a curva de carregamento dos veículos elétricos que atualmente circulam pelas nossas estradas.

A maioria dos turismos que se comercializam no nosso país apresentam uma procura máxima de potência de carregamento rápido, em corrente contínua, à volta dos 100 kW e têm uma diminuição abaixo desta quota se a sua bateria ultrapassar os 50% de carga.

Supondo que, nos próximos anos, a maioria das sessões de carregamento rápido, em rota, se realizem entre os 10 e os 80% da capacidade das baterias e dando a estas uma capacidade média de 70 kWh.

Deveríamos prever sessões de cerca de 50 kWh de capacidade com uma duração média de 30 minutos, dos quais aproximadamente metade se realiza a níveis próximos a 100 kW e, os restantes, claramente abaixo, devido às consignações de redução emitidas pelo sistema de gestão da bateria do próprio veículo.

Fazendo uma previsão equivalente a 20 sessões de carregamento por dia e carregador teremos uma necessidade energética na ordem dos 2 MWh. Neste caso, o fornecimento poderia transmitir um máximo de 1,2 MWh, pelo que estes pontos deveriam ter um fornecimento de geração local através, por exemplo, de uma pérgola de estacionamento fotovoltaica ou uma unidade solar de 200 kWp e um sistema de armazenamento com uma potência de descarga de 300 kVA e uma capacidade de acumulação de pelo menos 900 kWh.

Esta combinação de carregamento rápido assistido em potência por sistemas de acumulação com baterias de lítio está a ser já adotada como obrigatória pelos países europeus com maior volume de vendas de veículos elétricos como, por exemplo, o Reino Unido.

Para este tipo de soluções, Circutor, em aliança com a empresa alemã Intilion, apresentam soluções de acumulação com capacidade para assistir tanto edifícios nos quais se instala uma série numerosa de pontos de carregamento de frota, como para os hubs de carregamento rápido que se estão a implementar por todo o território.

Necessita de assessoria para os seus projetos?

Que soluções podemos adotar?

Utilize a energia armazenada pelas suas baterias para apoiar o carregamento de veículos elétricos conectados à sua rede, em momentos de maior procura, sem ter de aumentar a potência contratada da sua instalação.

Além de poupar pelo término de potência contratada, evitará diminuir a potência de carregamento dos veículos conectados e diminuirá o custo durante os carregamentos noturnos. Além disso, é o complemento ideal para trabalhar em conjunto em instalações onde existam painéis fotovoltaicos com sistemas de carregamento para veículos elétricos.

BAS-B73
Bateria como apoio para o carregamento de VE

A bateria BAS-B73 baseia-se num sistema de baterias de iões de lítio e constitui uma solução compacta e completa para o armazenamento estacionário de energia. Além das suas múltiplas possibilidades de utilização em âmbitos como a otimização do autoconsumo, a redução de picos de consumo, os sistemas de alimentação de emergência e o apoio aos pontos de carregamento eletrónico, esta unidade de armazenamento comercial também oferece muitas outras vantagens.

As suas características principais são:

› 73 kWh
› 25 kVA, 50 kVA y 68,5 kVA
› Eficiência global > 90%
› Elevada vida útil (15 anos)
› Elevado número de ciclos > 8000 (@90% DoD)
› Instalação simples com sistema Plug&Play
› Integra sistema de climatização criado para temperaturas exteriores de -30º a +55 ºC
› Solução de armazenamento em baterias tudo-em-um, chave na mão, incluindo o inversor

› Adequado para a sua instalação tanto em interiores, como em exteriores graças ao controlo climático e a uma caixa resistente às intempéries (IP 55)
› Rendimento de carga/descarga de até 1C
› Gestão inteligente do sistema para um funcionamento ótimo e seguro
› Proteções contra raios e sobretensões integradas.

Fácil montagem
A unidade pode ser instalada diretamente mediante a função Plug&Play, de acordo com as diretrizes de ligação à rede. Tudo-em-um, solução acoplada de CA e conetividade na nuvem.

Escalável e personalizável
O sistema permite conectar até 16 baterias em paralelo e grupos de 4, chegando até 1,1 MWh (16 x 73 kWh), para se adequar à necessidade de cada instalação, aumentando em capacidade a qualquer momento de forma rápida e simples.

Adaptada a qualquer condição climática
O equipamento dispõe de climatização integrada para assegurar o correto funcionamento em espaços exteriores. A sua envolvente estanque com um grau IP 55 permite adaptar-se a qualquer condição climática sem alterar o seu funcionamento, nem ter de realizar obra civil para sua proteção.

Solução chave na mão
A BAS-B73 conta com um design de sistema integral composto por uma bateria de acumulação, um inversor, um modem LTE para realizar uma telegestão remota para rever o estado de cada módulo, a todo o momento, sem necessidade de se deslocar até à bateria.

Telegerível
A gestão inteligente do sistema é um nível adicional de segurança que supervisiona todo o sistema. Entre as suas funções inclui-se a verificação da fiabilidade de todos os dados do sistema e a regulação da função de climatização.

Se necessitar de assessoria nos seus projetos, não hesite em contactar diretamente connosco. Colocá-lo-emos em contacto com os nossos especialistas para lhe prestar assessoria no cálculo e integração das nossas soluções de acumulação de energia mediante baterias de lítio.