Esta tecnologia pode evitar apagões com carros elétricos
O carregamento inteligente distribui a demanda ao longo da noite, reduz picos na rede elétrica e pode gerar economia para consumidores e concessionárias
O comportamento é típico, seja nos Estados Unidos ou no Brasil. Quando se chega em casa do trabalho, o costume é começar a ligar e desligar aparelhos eletrônicos — lavar roupa, preparar o jantar, assistir TV. Com tantas outras pessoas fazendo o mesmo, a sobrecarga na rede elétrica em áreas residenciais atinge seu pico nesse horário.
Essa demanda só tende a aumentar à medida que o mundo se afasta dos combustíveis fósseis, com mais pessoas comprando fogões de indução, bombas de calor e veículos elétricos.
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Isso representa um desafio para as concessionárias de energia, que, no caso dos Estados Unidos, já lidam com redes elétricas precárias, enquanto tentam atender à crescente demanda por energia. Por isso, elas estão tentando transformar os veículos elétricos de um fardo em uma vantagem.
Cada vez mais modelos, por exemplo, contam com a tecnologia “veículo para rede” (V2G), o que significa que podem enviar energia para a rede conforme a necessidade. Outras empresas estão experimentando o chamado carregamento gerenciado ativo, no qual algoritmos escalonam o momento do carregamento dos veículos elétricos, em vez de todos consumirem energia assim que seus proprietários os conectam.
A ideia é que algumas pessoas carreguem seus veículos mais tarde, mas ainda tenham a bateria totalmente carregada quando saírem para o trabalho pela manhã.
A ideia é que algumas pessoas carreguem seus veículos mais tarde, mas ainda tenham a bateria totalmente carregada quando saírem para o trabalho pela manhã. Um novo relatório do Brattle Group, uma consultoria econômica e energética, encomendado pela EnergyHub, que desenvolve essa tecnologia, utilizou dados reais de proprietários de veículos elétricos no estado de Washington para demonstrar o potencial dessa abordagem, tanto para as concessionárias de energia quanto para os motoristas.
ECONOMIA CONTABILIZADA
O relatório constatou que um programa de carregamento gerenciado ativo gera uma economia de até US$ 400 por veículo elétrico por ano, e os carros ainda estavam totalmente carregados pela manhã.
As concessionárias também parecem se beneficiar, já que a redistribuição da demanda resulta em um pico menor no início da noite. Isso, por sua vez, significa que uma concessionária pode adiar atualizações dispendiosas — necessárias para acomodar o aumento da eletrificação — economizando dinheiro para os consumidores.
Os proprietários de veículos elétricos que esperam até mais tarde para carregar pagam menos pela mesma quantidade de eletricidade.
O carregamento gerenciado ativo funciona em conjunto com o sistema de “tarifas por horário de uso“, no qual a concessionária cobra valores diferentes dependendo do horário do dia. Entre 16h e 21h, quando a demanda é alta, as tarifas também são altas. Mas depois das 21h, elas caem. Os proprietários de veículos elétricos que esperam até mais tarde para carregar pagam menos pela mesma quantidade de eletricidade.
A tarifação por horário de consumo desencoraja o uso de energia quando a demanda é maior, aliviando a carga e reduzindo a quantidade de eletricidade que as concessionárias precisam gerar. Mas nada impede que todos conectem seus veículos elétricos assim que as tarifas mais baratas entram em vigor às 21h.
À medida que a adoção de veículos elétricos cresce, esse problema de coordenação pode criar um novo pico de demanda. “Um veículo elétrico pode, sozinho, consumir o dobro da carga máxima de uma residência típica”, disse Akhilesh Ramakrishnan, associado de energia do Brattle Group. “Chega-se ao ponto em que eles precisam ser gerenciados de forma diferente.”
“Se os clientes não acreditarem que conseguiremos ajudá-los a chegar lá, não nos permitirão controlar seus veículos de forma eficaz.”
Akhilesh Ramakrishnan, do Brattle Group
NA PRÁTICA
É aí que entra o carregamento gerenciado ativo. Usando um aplicativo, o proprietário de um veículo elétrico indica quando precisa que seu carro seja carregado e quanta carga a bateria precisa para o dia. (O aplicativo também aprende com o tempo a prever quando um veículo será desconectado.) Quando chega em casa às 18h, o proprietário pode conectar o carro, mas o carregamento não começará. Em vez disso, o sistema espera até algum momento da noite para ligar a energia, dando tempo suficiente para carregar totalmente o veículo até a hora indicada.
“Se os clientes não acreditarem que conseguiremos ajudá-los a chegar lá, não nos permitirão controlar seus veículos de forma eficaz”, disse Freddie Hall, cientista de dados da EnergyHub.
O motorista típico percorre apenas 48 quilômetros por dia, acrescentou Hall, o que exige cerca de duas horas de carregamento por noite. Ao gerenciar ativamente muitos carros em diferentes bairros, o sistema consegue distribuir a demanda de forma mais uniforme durante a noite: as pessoas sairão para o trabalho mais cedo ou mais tarde do que seus vizinhos, os veículos com baterias maiores precisarão de mais tempo para carregar e alguns estarão quase sem bateria, enquanto outros necessitarão de uma recarga.
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Todos ainda se beneficiam dos preços mais baixos das tarifas por horário de consumo, mas não sobrecarregam a rede elétrica carregando todos os veículos às 21h. “Os resultados são realmente muito promissores em termos de redução dos picos de demanda”, disse Jan Kleissl, diretor do Centro de Pesquisa de Energia da Universidade da Califórnia, em San Diego, que não participou do estudo. “Isso demonstra um grande potencial para reduzir os custos de carregamento de veículos elétricos em geral.”
Segundo o relatório, o carregamento ativo gerenciado permitiria que a rede elétrica acomodasse o dobro de veículos elétricos antes que as concessionárias precisassem começar a atualizar o sistema para suportar a carga adicional. (E considere toda a demanda adicional de energia proveniente de locais como data centers.)
Esses custos inevitavelmente são repassados a todos os consumidores. Mas, observa o relatório, o carregamento ativo gerenciado poderia adiar essas atualizações em até uma década. “À medida que o número de veículos elétricos aumenta, se você não implementar essas soluções, haverá muito mais atualizações, e isso levará a impactos nas tarifas para todos“, disse Ramakrishnan.
Ao mesmo tempo, os veículos elétricos podem ajudar a reduzir essas tarifas a longo prazo, graças à tecnologia V2G (Vehicle-to-Grid), uma tecnologia emergente. Ela permite que as concessionárias utilizem veículos elétricos estacionados em garagens como uma vasta rede de energia de reserva.
Assim, quando a demanda aumenta, esses veículos podem enviar energia para a rede. a rede para outros usarem, ou simplesmente para alimentar a casa onde estão estacionados, essencialmente removendo a estrutura da rede e reduzindo a demanda. (E pense em todas as frotas de veículos elétricos, como ônibus escolares, com enormes baterias para usar como energia adicional.) Com toda essa energia de reserva, as concessionárias de energia elétrica podem não precisar construir tantas instalações de baterias caras, projetos que os consumidores não precisariam pagar.
O carregamento gerenciado ativo e o V2G (Vehicle-to-Grid) poderiam funcionar em conjunto, com algumas baterias descarregando às 18h enquanto fornecem energia e recarregando mais tarde à noite. Mas essa estratégia exigirá mais experimentação em larga escala. “Como vamos encaixar a descarga de uma bateria, bem como seu carregamento durante a noite?”, disse Hall. “Porque você quer que ela esteja disponível no dia seguinte.”
Para reduzir as emissões de gases de efeito estufa o mais rápido possível, o mundo precisa de mais veículos elétricos. Agora é apenas uma questão de fazer com que eles beneficiem a rede em vez de onerá-la.
Este artigo foi publicado originalmente no Grist, uma organização de mídia independente e sem fins lucrativos dedicada a contar histórias sobre soluções climáticas e um futuro justo. Saiba mais em Grist.org.
