Análise dos impactos decorrentes da integração de veículos elétricos em uma rede de distribuição

Abstract

Nas últimas décadas, diversos países têm, por meio de seus dirigentes e catedráticos da área, externado preocupação com às mudanças climáticas decorrentes da emissão de gases do efeito estufa na atmosfera. Na busca por alternativas que atenuem os impactos ambientais da atividade antrópica, a utilização dos veículos elétricos (VE) têm sido apontada como uma das possíveis ferramentas que pode amenizar tais efeitos. Entretanto, essa solução, cuja adoção vem crescendo significativamente, gera preocupações às distribuidoras de energia elétrica e aos órgãos reguladores no tocante aos seus impactos no sistema de distribuição. Os efeitos desse novo elemento pode variar em função do consumo de energia por quilômetro, da distância diária percorrida pelos moradores da região, das condições ambientais, das condições de trânsito da cidade, da potência dos carregadores, e ainda, do horário de início do carregamento. Concomitantemente à expansão dos VE, tem-se a adoção de geração distribuída fotovoltaica (GDVF), e em menor quantidade, dos sistemas de armazenamento (SA). Neste contexto, surgiu a ideia de desenvolvimento deste trabalho que tem como objetivo principal identificar o impacto da integração de VE na demanda de pico, nas perdas técnicas, nas tensões, no desequilíbrio, nos carregamentos dos transformadores e dos condutores do sistema de distribuição. Para tanto, são adotados cenários em que se tem somente VE, VE e GDFV, e VE, GDFV e SA. Inicialmente, é executada uma análise comparativa entre os métodos de quantificação de energia existentes na literatura. Em seguida, empregando-se os dados de um alimentador real do Distrito Federal, são realizadas simulações computacionais para o cálculo dos citados impactos utilizando a ferramenta computacional OpenDSS. Para tanto, é utilizado o método de Monte Carlo para a escolha das unidades consumidoras que receberão as tecnologias. A análise dos efeitos da integração de VE na rede elétrica mostra que a presença desta tecnologia no sistema elétrico tende a impactar negativamente a demanda, as perdas, as tensões e o desequilíbrio de tensão. Ainda nesta condição, constata-se um leve aumento dos carregamentos dos transformadores e dos condutores. A instalação de GDFV no alimentador que já possui VE culmina em um pico de produção de energia em um momento diferente ao de maior demanda. Consequentemente, os impactos provocados pelo recarregamento dos VE não são alterados significativamente. Já a inserção dos SA em redes que contam com a presença de VE e GDFV, além de evitar a inversão do fluxo de potência, provoca uma melhora nos indicadores de qualidade da energia. Este tipo de estudo constitui uma contribuição para o planejamento e a preparação do Brasil frente às modificações que ocorrerão no perfil de consumo de energia decorrentes da entrada de soluções de mobilidade elétrica.