Noções básicas de eletricidade

A eletricidade é considerada um combustível alternativo. A eletricidade pode ser produzida a partir de uma variedade de fontes de energia, incluindo gás natural, carvão, energia nuclear, energia eólica, energia hidrelétrica, bem como energia solar e armazenada como hidrogênio ou em baterias. Veículos elétricos (EVs) – o termo coletivo para veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs) e veículos totalmente elétricos – são capazes de extrair eletricidade de fontes de energia elétricas externas (geralmente a rede elétrica) e armazenar a energia em baterias.

1. Alimentando Veículos com Eletricidade

Nos VEs, as baterias a bordo armazenam energia para alimentar um ou mais motores elétricos. Essas baterias são carregadas usando eletricidade da rede e energia recuperada durante a frenagem, conhecida como frenagem regenerativa. Os veículos que funcionam apenas com eletricidade não produzem emissões pelo tubo de escape, mas há emissões a montante associadas à produção de eletricidade.

Alimentar EVs com eletricidade atualmente é econômico em comparação com o uso de gasolina, mas os EVs normalmente custam mais para comprar. No entanto, os custos iniciais do veículo podem ser compensados ​​pela economia de custos de energia, um crédito fiscal federal e incentivos estaduais. A eletricidade para carregar veículos é especialmente econômica se os motoristas puderem aproveitar as tarifas residenciais fora do horário de pico e outros incentivos oferecidos por muitas concessionárias. O custo depende do preço da eletricidade, que pode variar por região, tipo de geração, tempo de uso e ponto de acesso.

2. Estações de carregamento elétrico

Muitos proprietários de VEs optam por fazer a maior parte de seu carregamento em casa (ou em instalações de frota, no caso de frotas comerciais), onde o custo de carregamento normalmente será menor do que em carregadores públicos. Alguns empregadores oferecem acesso à cobrança no local de trabalho. Em muitas cidades, os motoristas de VE também têm acesso a estações de recarga públicas em diversos lugares, como shopping centers, estacionamentos públicos e estacionamentos, hotéis e empresas. A infraestrutura de carregamento público está se expandindo rapidamente, oferecendo aos motoristas a conveniência, alcance e confiança para atender às suas necessidades de transporte.

3. Transmissão e distribuição de eletricidade

A eletricidade no Brasil geralmente percorre longas distâncias das instalações de geração até as subestações de distribuição local através de uma rede de transmissão de linhas de transmissão de alta tensão. As instalações geradoras fornecem energia à rede em baixa tensão, em pequenas instalações em usinas maiores. Uma vez que a eletricidade sai de uma instalação geradora, a tensão é aumentada, ou "intensificada", por um transformador para minimizar as perdas de energia em longas distâncias. À medida que a eletricidade é transmitida pela rede e chega às áreas de carga, a tensão é reduzida pelos transformadores da subestação .Para se preparar para a interconexão do cliente, a tensão é reduzida novamente (clientes residenciais usam 120/240 V; clientes comerciais e industriais normalmente usam bifásico ou trifásico

4. Veículos Elétricos e Capacidade de Infraestrutura Elétrica

Veículos totalmente elétricos e veículos elétricos híbridos plug-in representam uma demanda crescente por eletricidade que pode causar impactos negativos na rede. Embora essas novas cargas provavelmente não exijam muito de nossos recursos de geração existentes, altos picos coincidentes de carregamento de VE em locais concentrados podem sobrecarregar os equipamentos de distribuição próximos. O planejamento e as soluções avançadas de rede, como o gerenciamento inteligente de carga, serão importantes para garantir que a infraestrutura elétrica existente possa suportar com segurança áreas com grandes aumentos na demanda relacionada a veículos elétricos, dependendo de quando, onde e em que nível de energia os veículos são carregados.

A demanda por eletricidade aumenta e diminui, dependendo da hora do dia e da época do ano. A capacidade de produção, transmissão e distribuição de eletricidade deve ser capaz de atender à demanda durante os horários de pico; mas na maioria das vezes, a infra-estrutura de eletricidade não está operando em sua capacidade total. Como resultado, é improvável que os VEs exijam capacidade de rede expandida.

A  diversidade de cargas de eletricidade doméstica e cargas de EV deve permitir a introdução e o crescimento do mercado de EV enquanto as redes de "rede inteligente" se expandem. As redes de rede inteligente permitem a comunicação bidirecional entre a concessionária e seus clientes e a detecção ao longo das linhas de transmissão por meio de medidores inteligentes, aparelhos inteligentes, recursos de energia renovável e recursos de eficiência energética. As redes de redes inteligentes podem fornecer a capacidade de monitorar e proteger a infraestrutura de distribuição residencial de quaisquer impactos negativos devido ao aumento da demanda de veículos por eletricidade, pois promovem o carregamento durante os períodos fora de pico e reduzem os custos para concessionárias, operadoras de rede e consumidores.

Há um potencial de sinergias entre VEs e fontes distribuídas de energia renovável. Por exemplo, energias renováveis ​​de pequena escala, como painéis solares em um telhado, podem fornecer energia limpa para veículos e reduzir a demanda na infraestrutura de distribuição ao gerar eletricidade perto do ponto de uso. Para que as concessionárias aproveitem totalmente os benefícios dessas tecnologias, o gerenciamento de carga inteligente deve ser implantado para influenciar o carregamento de VEs.

Utilitários, fabricantes de veículos, fabricantes de equipamentos de carregamento e pesquisadores estão trabalhando para garantir que os EVs sejam integrados sem problemas à infraestrutura de eletricidade. Algumas concessionárias oferecem tarifas mais baixas fora dos horários de pico para incentivar o carregamento de veículos residenciais quando a demanda de eletricidade é menor. Veículos e muitos tipos de equipamentos de carregamento (também conhecidos como equipamentos de abastecimento de veículos elétricos ou EVSE) podem ser programados para atrasar o carregamento para horários fora de pico. Os modelos "inteligentes" são até capazes de se comunicar com a rede, agregadores de carga ou proprietários de instalações/casas, permitindo que eles carreguem automaticamente quando a demanda e os preços de eletricidade forem melhores; por exemplo, quando os preços são mais baixos, alinhados com as necessidades de distribuição local (como restrições de temperatura) ou alinhados com a geração renovável.