Avaliação Técnica e Económica de Sistemas Vehicle-to-Grid

Abstract

Nas últimas décadas, a energia renovável tem vindo a ocupar uma porção cada vez maior na geração de energia a nível Mundial. Em Portugal, há uma grande aposta neste tipo de energia, sendo mais de metade da geração de energia de origem renovável. Contudo, a intermitência da geração renovável pode ter impactos indesejados face à procura instantânea nacional de energia. Assim sendo, é necessário encontrar soluções para o armazenamento da energia gerada em excesso face à necessidade da procura e para compensar a intermitência de modo a manter a fiabilidade e estabilidade da rede elétrica.Esta dissertação teve como objetivo analisar o conceito e impactos do Vehicle-to-Grid (V2G), no panorama português, tendo em consideração o acentuado crescimento do mercado dos Veículos Elétricos (VEs).Inicialmente, foi analisada a estrutura básica de um Veículo Elétrico e a infraestrutura necessária para o funcionamento do V2G. De seguida, foi avaliada a autonomia dos VEs, o seu consumo diário e a capacidade das baterias, considerando 3 cenários de penetração dos VEs no parque automóvel português (nos quais os VEs constituem 10%, 25% ou 50% do parque automóvel nacional). O conjunto de dados obtidos permitiu analisar o potencial de V2G para transferir a energia gerada em excesso nas horas de menor consumo, para as horas de maior consumo. Este estudo considerou 3 dias típicos: um de Inverno, um de Primavera e um de Verão.Para terminar, este trabalho avaliou os benefícios económicos, quer para a rede quer para o consumidor final, resultante da adoção do modelo de armazenamento e transferência de energia atrás exposto. Foi tomada em consideração a degradação diária das baterias, associada ao uso de V2G, e respetivo custo de substituição, sendo essa degradação avaliada através de um modelo desenvolvido em ambiente Simulink.

Over recent decades, renewable energy has an increasing role in the worldwide energy generation. In Portugal, there is a strong commitment for this type of energy, with more than half of the generated energy with renewable origin. However, intermittency in renewable generation may have undesirable impacts on the national instantaneous energy demand. Therefore, it is necessary to find solutions for the storage of the energy generation surplus regarding the demand requirements and to compensate the intermittence in order to keep the reliability and stability of the electrical grid.This work aimed to analyze the Vehicle-to-Grid (V2G) concept and impacts on the Portuguese panorama, taking into account the strong growth of the Electric Vehicles market.Initially, the basic structure of an Electric Vehicle (EV) and the necessary infrastructure for the operation of the V2G were analyzed. Next, the autonomy of the EVs, their daily consumption and the capacity of the batteries were evaluated, considering 3 scenarios of penetration of VEs in the Portuguese automobile fleet (in which VEs constitute 10%, 25% or 50% of the national fleet). The obtained data allowed to analyze the potential of V2G to transfer the generation surplus in the hours of lower consumption, for the hours of higher demand. This study considered 3 typical days for winter, spring and summer.To conclude, this work evaluated the economic benefits for the grid and for the final consumer, resulting from the adoption of the storage and energy transfer model discussed above. The daily degradation of the batteries, associated with the use of V2G, and their replacement cost, were considered, and this degradation was evaluated through a model developed in Simulink environment.