Infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos e desafios do carregamento inteligente

Embora os fabricantes de automóveis estejam constantemente a melhorar os veículos eléctricos, a maior parte das atenções está virada para o carregamento dos veículos eléctricos e respectivas infra-estruturas, a parte crucial da mobilidade eletrónica que ainda está a ficar para trás.
A revolução da mobilidade eletrónica está a chegar rapidamente.

Terá sucesso ou fracasso?

Para fazer esta grande mudança dos automóveis a gasolina para os eléctricos, os proprietários de VE devem poder carregar os seus veículos de forma conveniente e rápida.

Para tal, o mundo precisa de uma infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos eficiente.
Para o conseguir, enfrentamos alguns desafios.

O que é a infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos ou VE?

A infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos ou EV curto inclui toda a infraestrutura e equipamento de abastecimento de veículos eléctricos (EVSE) necessários para fornecer energia e carregar veículos eléctricos.

O ponto central é a estação de carregamento, também designada por ponto de carregamento de veículos eléctricos ou carregador de veículos eléctricos. Um ponto de carregamento está ligado à rede eléctrica, que consiste na produção de energia, na transmissão de alta tensão para os centros de carga e na distribuição aos consumidores, também conhecidos como pontos de carregamento.

Uma infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos não deve ser confundida com uma rede de carregamento, que é um termo que descreve um grupo de estações de carregamento numa área gerida por EV CPO ou EMSP.

Dois dos principais desafios para uma infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos preparada para o futuro são a construção de estações de carregamento suficientes nos locais certos e a existência de uma rede eléctrica que suporte o seu funcionamento sem problemas.

A infraestrutura existente não pode suportar o número de estações de carregamento necessárias no futuro, pelo que o software de carregamento inteligente de veículos eléctricos desempenhará um papel crucial no apoio à resposta da rede eléctrica ao número crescente de estações de carregamento.

Os proprietários de veículos eléctricos e a ansiedade em relação à autonomia

A principal razão contra os veículos eléctricos que todos utilizam é a preocupação com o recarregamento. O termo utilizado é Ansiedade de alcance EV. Descreve o receio de um automóvel que não tem armazenamento de energia suficiente para percorrer a distância planeada até ao destino pretendido.

Como já descrevemos no nosso blogue sobre Soluções para estações de carregamento de veículos eléctricosnão são os automóveis. Os utilizadores de VE têm, na sua maioria, más experiências com os veículos eléctricos devido a problemas com a infraestrutura de carregamento dos VE.

Assim, para eliminar a ansiedade em relação à autonomia como principal razão contra os veículos eléctricos, a atenção deve centrar-se na construção de uma infraestrutura de carregamento de VE adequada e eficiente.

O carregamento em casa continuará a ser o número 1.

Os estudos efectuados nos EUA e na Europa mostram que cerca de 80% da condução diária é feita em distâncias curtas. Na Alemanha, o trajeto médio de ida e volta para o trabalho é de 32 km. O mesmo se passa em todo o lado, no resto da UE, noutros países do mundo e até nos EUA.

Mesmo se duplicarmos este número, com praticamente todos os automóveis eléctricos a terem uma autonomia real de pelo menos 100 quilómetros, o carregamento em casa pode satisfazer as necessidades da grande maioria dos utilizadores de VE.

Com o carregamento em casa e muitos locais de trabalho que também oferecem carregamento para os empregados, seria simples assumir que a instalação de alguns carregadores ao longo das auto-estradas seria suficiente para ter uma infraestrutura de carregamento de VE eficiente.

Mas pensar assim é, na realidade, muito errado e discriminatório. A cobrança de portagens anda de mãos dadas com as pessoas com rendimentos mais elevados - os proprietários de casas. Mas o que acontece com todos os que não têm um lugar de estacionamento privado? Ou uma garagem ou acesso fácil a um carregador?

Os carregadores de casa ou do trabalho são normalmente carregadores lentos, úteis apenas para carregar durante a noite. Se a mobilidade eléctrica quiser adaptar-se plenamente, é crucial concentrar-se em tornar o carregamento doméstico e público mais acessível ao público em geral, e não aos proprietários de casas.

Para isso, deve ter uma mistura de carregamento em casa, no local de trabalho e público, com o carregamento público a oferecer também a possibilidade de carregar ao mesmo preço baixo que os proprietários de casas.

Como desenvolver a infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos?

Pode demorar muito tempo a carregar os veículos eléctricos!

É por isso que não podemos comparar as infra-estruturas de carregamento de veículos eléctricos com o reabastecimento de veículos "normais" a gasolina.
O carregamento de VE é diferente e exige uma mentalidade e uma geografia diferentes do "reabastecimento" de veículos eléctricos.

A adoção de veículos eléctricos será plenamente bem sucedida quando a infraestrutura de carregamento de VE cumprir os seguintes critérios

• todos os proprietários de casas terão a possibilidade de instalar carregadores domésticos para carregar os seus automóveis eléctricos para uso diário
• todos os locais de trabalho terão carregadores de veículos eléctricos. Isto garantirá que os funcionários possam recarregar facilmente e conduzir para o trabalho e regressar sem preocupações com a autonomia
• todas as pessoas em zonas residenciais terão acesso a carregadores públicos onde podem carregar durante a noite a baixo custo
• todos os locais onde as pessoas permanecem mais tempo, como centros comerciais, restaurantes ou centros urbanos, permitirão aos condutores carregar um VE
• em todos os itinerários principais, haverá a possibilidade de carregamento rápido ou super-rápido para os viajantes em viagens mais longas.

Como se viu acima, não existe apenas uma estratégia para desenvolver a infraestrutura de carregamento de VE ou uma única solução.
O desenvolvimento irá em direcções diferentes, mas com um único objetivo. Trata-se da criação de uma infraestrutura eficaz de carregamento de veículos eléctricos com carregamento inteligente de veículos eléctricos e redes eléctricas inteligentes.

A falta de pontos de carregamento de veículos eléctricos

O carregamento em casa e no local de trabalho são dois desafios que são bastante fáceis de resolver. As estações de carregamento têm de se tornar acessíveis e os governos têm de oferecer subsídios ou benefícios fiscais. Nessa altura, os proprietários de casas e as empresas não terão qualquer razão para não instalar carregadores de veículos eléctricos.

Como explicado no nosso blogue sobre o investimento no carregamento de veículos eléctricos e Modelos de negócio de Carregamento EVAlém disso, os centros comerciais, restaurantes e hotéis também reconhecerão o valor acrescentado que os carregadores de veículos eléctricos podem trazer para melhorar a experiência do cliente. É bastante razoável supor que também aumentarão o número dos seus pontos de carregamento de veículos eléctricos.

Assim, para os governos e as indústrias, o principal objetivo será construir mais postos de carregamento públicos ou redes de carregamento em áreas onde o público em geral os possa utilizar, em vez de os carregar em casa.

Uma forma de o fazer é incluir as estações de carregamento nos empreendimentos imobiliários. Já assistimos à adoção de leis que prevêem a obrigatoriedade de estações de carregamento em novos empreendimentos.
De acordo com várias fontes, a maior parte dos governos irá avançar nesta direção.
Com o aumento do número de veículos eléctricos, o carregamento de veículos eléctricos está também a tornar-se interessante para os investidores. Por conseguinte, estão a surgir novas redes públicas em todo o lado. No entanto, há um aspeto que deve ser tido em conta no planeamento! É a atual diferença de densidade de postos de carregamento entre as zonas urbanas e rurais.

A solução mais provável para viagens mais longas é planear uma viagem utilizando carregadores públicos rápidos em restaurantes e hotéis. Se tal não for possível, os condutores podem utilizar os supercarregadores colocados estrategicamente ao longo das auto-estradas, principalmente nas estações de serviço existentes.

Quantos postos de carregamento são necessários?

À primeira vista, tudo parece muito bom para a revolução da mobilidade eléctrica!

De acordo com os recentes Estatísticas de vendas de automóveis eléctricos e as estatísticas sobre o crescimento dos postos públicos de carregamento de veículos eléctricos, os números estão a aumentar. Mas será que estão a aumentar suficientemente depressa?

Os proprietários de habitações e os locais de trabalho construirão as suas estações de carregamento. As diferentes empresas comerciais também as construirão para atrair mais clientes.
As estações de serviço também vão instalar carregadores para fazer face à menor procura de gasolina.
Os governos elaborarão planos de financiamento com projectos de lei sobre infra-estruturas de VE para expandir as redes públicas de carregamento.
Assim, parece que nada pode impedir a adoção de veículos eléctricos.

Como normalmente acontece, se mergulharmos mais fundo na superfície, não é assim tão simples, e alguns dos números que projectam o número de estações de carregamento de que necessitaremos no futuro são verdadeiramente alucinantes.

Numerosos relatórios já mostram que o congestionamento em torno das estações de carregamento de veículos eléctricos é mau em áreas com elevada adoção de veículos eléctricos. Mas isso não é nada comparado com o que poderemos ver no futuro.

A procura de postos públicos de carregamento de veículos eléctricos em números

Um estudo efectuado nos EUA pela Laboratório Nacional de Energias Renováveis estima que, para suportar 1000 veículos eléctricos, são necessárias 3,4 estações de carregamento rápido e 40 estações de carregamento de nível 2.

O Brattle Group é uma empresa de consultoria económica. Os seus membros projeto que só nos EUA poderão existir 35 milhões de veículos eléctricos até 2030. Qual é o número de postos de carregamento públicos necessários para suportar este número? Perto de 2 milhões de carregadores públicos. Isto significa que devem ser instalados diariamente 380 carregadores de veículos eléctricos nos próximos nove anos!

A situação na Europa é ainda mais alarmante!

A estudo da EY-Eurelectric mostra que, em 2035, poderemos ter 130 milhões de veículos eléctricos nas ruas da Europa. Consequentemente, precisaremos de 65 milhões de carregadores para os suportar!
Cerca de 85% serão instalados em zonas residenciais e 4% em estradas públicas.
O mais recente Plano director da infra-estrutura europeia de carregamento de veículos eléctricos mostra que, só na UE, serão necessários 6,8 milhões de pontos de carregamento públicos até 2030.

Quando olhamos para os números deste ponto de vista, podemos ver rapidamente que a atual taxa de desenvolvimento de infra-estruturas de carregamento de VE não é suficientemente rápida para suportar este crescimento de veículos eléctricos.

Poderá a rede eléctrica suportar a revolução dos veículos eléctricos?

O debate quente quando se fala da revolução dos VE é se as redes eléctricas existentes podem suportar este crescimento de veículos eléctricos?
A resposta curta é "não sem investir na infraestrutura da rede eléctrica".

Carregamento inteligente de EV: Desbloqueando todo o seu potencial

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As estações de carregamento, especialmente os carregadores rápidos, podem consumir grandes quantidades de energia. Por conseguinte, em muitos casos, a rede com transformadores, subestações e linhas de transmissão terá de ser actualizada. 

O Brattle Group conclui que, até 2030, os EUA devem investir cerca de $75 a $125 mil milhões para servir os seus 20 milhões de veículos eléctricos.
A EY-Eurelectric afirma que a rede eléctrica europeia pode suportar cerca de 100 milhões de veículos eléctricos. Ao mesmo tempo, a projeção é que, em 2035, haverá 130 milhões de VE na UE.

Mas quem pagará estas melhorias? A solução mais simples seria aumentar o preço global da eletricidade. No entanto, seria também uma medida muito injusta, uma vez que todos pagariam o custo da "revolução dos VE".

Se as actualizações forem calculadas no preço do carregamento, será também um passo na direção oposta. O custo de carregamento mais elevado tornará menos atractiva a mudança de ICE para VE.

Portanto, se antes não era assim, é agora claro que o desenvolvimento da infraestrutura de carregamento de veículos eléctricos e toda a revolução dos veículos eléctricos enfrentam desafios importantes que têm de ser resolvidos.

Gestão inteligente do carregamento de veículos eléctricos para o resgate

A chave para tornar a rede eléctrica mais estável é Carregamento inteligente de EV. Significa uma gestão inteligente do carregamento de veículos eléctricos que não desestabiliza a rede eléctrica nem a sobrecarrega.

Se um veículo elétrico for ligado a um carregador normal, receberá da rede a energia necessária para carregar até estar totalmente carregado. Se todos os proprietários de veículos eléctricos o fizerem, por exemplo, à noite, é quase certo que a rede eléctrica ficará sobrecarregada.

Em vez disso, a gestão inteligente do carregamento comunica com a rede (empresa de serviços públicos), o operador do ponto de carregamento (CPO) e a bateria do automóvel.
Esta comunicação permite um carregamento optimizado em termos de EV Equilíbrio da rede com o corte de picos, Balanceamento de carga de EVe Gestão dinâmica da carga de carregamento EV.
O resultado é que os CPOs e os fornecedores de serviços públicos podem satisfazer as necessidades de energia sem investir na instalação ou nos componentes da rede eléctrica.

Carregamento inteligente no Praxis

Vamos ilustrá-lo com um caso prático. Numa zona residencial, 100 utilizadores começam a carregar os seus carros eléctricos à noite. Se não dispuserem de carregamento inteligente, todos eles carregarão à potência máxima até ficarem com a bateria cheia. O carregamento só ocorrerá nas primeiras horas da noite.

Com o carregamento inteligente, os utilizadores podem definir que precisam dos carros carregados até às 7 horas da manhã. O sistema de gestão da estação de carregamento inteligente de veículos eléctricos baseado na nuvem distribuirá automaticamente e em tempo real a potência de carregamento entre os veículos. Fá-lo-á de acordo com os picos e os baixos da procura de energia e com o estado da rede eléctrica.

Todos os veículos estarão completamente carregados de manhã, sem sobrecarregar a rede.

Em ligação com o sistema de faturação de VE dos Fornecedores de Serviços de Mobilidade Eléctrica, os utilizadores podem selecionar planos de faturação variáveis para o carregamento.
Se precisar de carregar rapidamente, pagará mais. No entanto, se utilizar o carregamento inteligente optimizado, pode carregar a um preço mais barato.

A gestão inteligente dos carregamentos responde aos críticos que afirmam que as redes eléctricas necessitarão de investimentos significativos para adotar a revolução dos VE ou enfrentarão cenários de destruição.

Tecnologia de veículo para a rede (V2G)

Os veículos eléctricos têm baterias de grande capacidade. Se multiplicarmos este facto pelos mais de 100 milhões de veículos eléctricos previstos para o futuro, estas baterias apresentam uma capacidade de armazenamento de energia considerável. A compatibilidade do armazenamento é crucial para as futuras redes de energia eléctrica, uma vez que as energias renováveis são extremamente voláteis e têm muitos picos e baixos de produção.

É aqui que um novo conceito de V2G A tecnologia Vehicle To Grid (veículo para a rede) promete um grande potencial e uma oportunidade para os veículos eléctricos participarem no equilíbrio do sistema.
É um conceito que prevê que os utilizadores carreguem os seus carros quando há muita energia disponível e a devolvam da bateria quando o fornecimento é baixo.
É um conceito de "cobrar barato e vender caro", para o dizer de forma muito simples.

Discutimos a tecnologia V2G, o conceito, o seu potencial e as preocupações dos utilizadores no nosso blogue sobre Tendências da indústria de tarifação EV.

Acerca do software de carregamento inteligente de veículos eléctricos Tridens

O futuro dos veículos eléctricos e da mobilidade eletrónica é um desafio, mas nós, na Tridens, estamos confiantes de que estes desafios têm solução. É por isso que a Tridens desenvolveu Software de carregamento inteligente de veículos eléctricos. Pode fazer face a estes desafios e proporcionar um futuro brilhante para a revolução dos veículos eléctricos.

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