Veículos elétricos e redes de distribuição de energia elétrica – o imperativo do carregamento inteligente
EDP Distribuição
Luís Tiago Brandão Ferreira – Área de eficiência energética e mobilidade elétrica
Porto, 12 de outubro de 2019
Agenda
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• Mobilidade elétrica em Portugal
• Impactos na rede de distribuição
• Porquê o carregamento inteligente
• Caso de estudo com edifício de habitação
Em 2030 deverão existir 300 a 700 mil veículos elétricos em Portugal
Fonte: PDIRD EDP Distribuição, cenários para Portugal, baseado em IEA, BNEF, RMSA, EAFO
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Veículos Elétricos em Portugal (‘000)
Cenário IEA Cenário BNEF World
Cenário BNEF Europa Cenário RMSA-E (MOBIE)
Cenário RMSA-E (30% Vendas) Cenário RMSA-E (50% Vendas)
Potência devido à Mobilidade Elétrica em 2030: muito relevante
Consumo devido à Mobilidade Elétrica em 2030: pouco relevante
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Consumo VEs em 2030(TWh)
Consumo Total Portugal(TWh 2018)
0,6 - 3
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Max charging powerfrom Evs in 2030
(GW)
Installed firmcapacity in Portugal
(GW 2018)
Installed renewablescapacity in Portugal
(GW 2018)
O carregamento de veículos elétricos é maioritariamente feito em casa e no trabalho
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Retrato do comportamento dos utilizadores sobre o estacionamento e o carregamento:
Fonte: INESC-FEUP, Peças Lopes, J. (2018), Impacts on Grid Integration Electric Vehicles –Definition of Regulatory and Policy Solutions. Encontro Anual Cigré Portugal, 20 Abril 2018
Local habitual para estacionamento de veículos Local habitual para reabastecimento/carregamento de veículos
70% dos utilizadores de VE
escolhe a casa para
carregar
37,5% (semana) e 43% (fim-de-semana)
escolhe a garagem de casa para
estacionarEstação serviço
Casa
Casa
Dias de semana Fim-de-semana Veículo convencional Veículo elétrico
Local de trabalho
Estação carregamento
Local de trabalho
158 000 agregados
familiares irão carregar
em casa em 2030
O impacto na rede de distribuição estará sobretudo ao nível das redes de baixa tensão
PT 250 kVA
Exemplo de rede de baixa tensão
Prédio coletivo – 40 fracções165,88 kVA de PMA
Prédio coletivo – 8 fracções57,90 kVA de PMA
Prédio coletivo – 8 fracções57,90 kVA de PMA
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Duplicação da potência solicitada
Reforço dos ramais exclusivos e partilhados
Reforço do posto de transformação
Passar o cabo das tormentas a cabo-da-boa-esperança? Devemos seguir o caminho mais inteligente!
Fonte: https://cabodastormentas1488.blogs.sapo.pt/1-vasco-da-gama-na-baia-de-santa-9311https://commons.wikimedia.org/wiki/File:World_of_Discoveries-Cabo_das_Tormentas_(1).JPG
Os Veículos Elétricos vão provavelmente tornar-se os campeões da flexibilidade para a rede de distribuição e para o sistema elétrico
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Absorverrenováveis
Vehicle 2 Building
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Viagem médiadiária (km)
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Smart Charging
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Flexibilidade
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Exemplo com carregamento doméstico: O reforço “tradicional” da rede pode representar um investimento com baixo valor para a sociedade
Diagrama de Carga de um PT, 226 Veículos Elétricos (62 em carregamento)
Capacidade Instalada no PT
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Exemplo com carregamento doméstico: O reforço “tradicional” da rede pode representar um investimento com baixo valor para a sociedade
Diagrama de Carga de um PT, 226 Veículos Elétricos (62 em carregamento)
Capacidade Instalada no PT
Necessidade de reforçar a rede paraa ponta de consumo
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Exemplo com carregamento doméstico: O reforço “tradicional” da rede pode representar um investimento com baixo valor para a sociedade
Diagrama de Carga de um PT, 226 Veículos Elétricos (62 em carregamento)
Capacidade Instalada no PT
Necessidade de reforçar a rede paraa ponta de consumo
Utilização muito inferior da rede instalada
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Exemplo com carregamento doméstico: O reforço “tradicional” da rede pode representar um investimento com baixo valor para a sociedade
Diagrama de Carga de um PT, 226 Veículos Elétricos (62 em carregamento)
Capacidade Instalada no PT
Necessidade de reforçar a rede paraa ponta de consumo
Pelas 24:00 já quase todos os VE estão a
100% da carga
Utilização muito inferior da rede instalada
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Soluções de “Smart Charging” podem representar um custo 4 a 10 vezes inferior ao reforço tradicional e tornar os VE valiosos para todos os consumidores
Diagrama de Carga com a mesma penetração de EV em Smart Charging:
Capacidade Instalada no PT
Fontes: Análise EDP Distribuição; EDSO “Smart charging: integrating a large
widespread of electric cars in electricity distribution grids”, Março 2018
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Soluções de “Smart Charging” podem representar um custo 4 a 10 vezes inferior ao reforço tradicional e tornar os VE valiosos para todos os consumidores
Diagrama de Carga com a mesma penetração de EV em Smart Charging:
Capacidade Instalada no PT
Fontes: Análise EDP Distribuição; EDSO “Smart charging: integrating a large
widespread of electric cars in electricity distribution grids”, Março 2018
Acréscimo de utilização da
capacidade instalada
Potencial de redução do custo de ligação e acesso à rede
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Soluções de “Smart Charging” podem representar um custo 4 a 10 vezes inferior ao reforço tradicional e tornar os VE valiosos para todos os consumidores
Diagrama de Carga com a mesma penetração de EV em Smart Charging:
Capacidade Instalada no PT
Fontes: Análise EDP Distribuição; EDSO “Smart charging: integrating a large
widespread of electric cars in electricity distribution grids”, Março 2018
Acréscimo de utilização da
capacidade instalada
Absorção de produção renovável durante a noite
Potencial de redução do custo de ligação e acesso à rede
Que opções para os clientes? Caso de estudo para edifício habitacional de 8 frações e garagem coletiva
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Comparação entre três soluções, do consumo nos serviços comuns com carregamento de veículos elétricos:
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40,00 kW
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Diagrama de consumo Diagrama de consumo Diagrama de consumo
Carregamento Inteligente
de potência flexível
Aumento de potênciaCarregamento Inteligente
de potência fixa
X 8 carregadores
~5.000€ custo
~900€ / ano
Dados
O Carregamento Inteligente de potência flexível permite ao Prédio 1 carregar cerca de 5 vezes mais carros sem intervenção na rede
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Prédio 1
Potência limite serviços comuns 10,35 kVA
Veículos elétricos
Consumo em kWh / 100 km 20 kWh
Quilometragem diária 40 km
Carregamento por veículo 8 kWh
PCVE
Quantidade sockets 8
Potência socket 7,40 kW
Nº horas para carregar 8 VE com início às 19h
12,9 hNº horas para carregar 8 VE com início às 19h
1,0 hNº horas para carregar 8 VE com início às 19h
6,5 h
Nº VE carregados 19h-8h 8,5 un Nº VE carregados 19h-8h 104,7 un Nº VE carregados 19h-8h 39,4 un
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10,00 kW
20,00 kW
30,00 kW
40,00 kW
50,00 kW
8 VE terão 40km
adicionais às 8h do dia
seguinte
8 VE terão 40km
adicionais às 20h do
mesmo dia
8 VE terão 40km
adicionais à 1h30
Carregamento Inteligente
de potência flexível
Aumento de potênciaCarregamento Inteligente
de potência fixa
Nota: Cálculo da potência consumida com perfil de consumo BTN C; 80% utilização pontaFonte: EDP Distribuição (2019), Perfis de Consumo 2019. Disponível em: www.edpdistribuicao.pt
Obrigado
https://www.fnac.pt/Os-Descobrimentos-Portugueses-e-a-Ciencia-Europeia-Henrique-Leitao/a851179
«Estes descobrimentos não se fizeram indo a acertar, mas partiam os nossos mareantes muito ensinados e providos de instrumentos e regras de astrologia e geometria.»Pedro Nunes (1502-1578)
Anexos
O carregamento inteligente torna os veículos elétricos um ativo valioso para os consumidores e a descarbonização
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Evita investimento e custos nos edifícios dos
clientesAdia investimento na rede BT e transformador
Aumenta a capacidade de absorção de renováveis
Os veículos elétricos emitem menos CO2 do que os veículos a combustão, de acordo com os cálculos da Agência Internacional de Energia
Fonte: “Global EV Outlook 2019” – Agência Internacional de Energia
Os veículos elétricos emitem menos CO2 do que os veículos a combustão, de acordo com os cálculos do World Economic Forum
Fonte: “Electric Vehicles for Smarter Cities: The Future of Energy and Mobility”, WEF 2018