Assim, tais países têm
incentivado a compra dos VEs através de uma redução de seu preço. No caso do
Brasil, o governo exonerou o imposto de importação para VEs, a fim de
incentivar seu uso em zonas urbanas. A partir destes incentivos, espera-se uma
grande frota de VEs circulando na zona urbana que diminuirá a emissão de gases
estufa.
Um VE tem uma baixa autonomia (por volta de 100 km a 200 km)
e, por conta disso, precisa de recargas em diversos períodos de tempo segundo
as distâncias das viagens. Essas recargas podem ser realizadas nas residências
ou em estações de recarga com as infraestruturas disponíveis para ligar as
baterias dos VEs. Alguns habitantes podem não ter espaço suficiente para
instalação de sistemas de recarga para os VEs em seus domicílios ou tomadas
disponíveis nas suas garagens.
Assim, para tornar viável o uso do VE precisa-se da
construção de estações de recarga, o que requer a participação de órgãos
públicos e privados que têm diversos objetivos e responsabilidades. Dentre
estes, as empresas distribuidoras de energia elétrica cumprem uma função
importante, já que são as responsáveis pelo fornecimento de energia elétrica
para as estações.
Diversos estudos para alocação de estações de recarga têm
sido realizados considerando que as distribuidoras são as responsáveis pela
instalação, manutenção e expansão dessas estações. No entanto, a participação
das distribuidoras em tal processo de alocação pode ser restrita por causa de
proibições da lei vigente para realizar outras atividades que não se encontrem
relacionadas ao fornecimento da energia elétrica. Em geral, a normativa que
regula a instalação de estações de recarga ainda está em desenvolvimento.
Considerando a tendência da legislação internacional,
espera-se que as distribuidoras não sejam as proprietárias das estações de
recarga, por causa dos grandes investimentos necessários. Desta forma, as
distribuidoras devem-se limitar ao atendimento da demanda elétrica requerida
pelas estações de recarga.
Os departamentos de planejamento de transporte das cidades
determinam o fluxo de veículos com o intuito de: planejar o sistema de
mobilidade urbana; controlar os congestionamentos de vias; e fazer expansões de
vias na cidade. Em geral, para analisar o comportamento desse fluxo, levam-se
em conta três níveis de agregação: macroscópica, mesoscópica e microscópica. Na
análise macroscópica, o fluxo é descrito em função do número de veículos que
passam por um local. Na abordagem mesoscópica, utiliza-se o conceito de
pelotões ou grupo de veículos para determinar a quantidade de grupos que se
concentram para diferentes períodos de tempo. Já na análise microscópica
estudam-se os veículos de forma individual, considerando as relações entre cada
veículo. Estas abordagens podem ser implementadas em plataformas computacionais
para simular diversos comportamentos dos usuários dos veículos e visualizar sua
distribuição espacial na cidade, porém, sem estimar o nível de combustível dos
veículos. No caso de alocação de estações de recarga, a quantidade de carga
disponível nas baterias (state of charge – SOC) dos VEs é uma informação
importante para determinar a demanda necessária.
Na literatura especializada existem poucos modelos que
realizam a estimação espacial dos veículos e seu nível de carga disponível nas
baterias. Alguns trabalhos anteriores utilizaram: sistemas de agentes, cadeias
de markov e simulação de Monte Carlo. Todos esses métodos consideram uma
abordagem microscópica para realizar uma agregação de veículos, a fim de
determinar as sobrecargas nas redes elétricas. Desta forma, utilizam um elevado
tempo computacional para simular uma grande quantidade de veículos e precisam
de muitas informações para poder caracterizar adequadamente características
individuais dos VEs.
A abordagem mesoscópica considera a cidade dividida em
subáreas para determinar a distribuição espacial dos grupos de veículos,
considerando uma base reduzida de dados em comparação com as abordagens
microscópicas. Tal abordagem pode ajudar a obter as informações necessárias
para alocação de estações de recarga dos VEs com um menor tempo computacional.
Assim, neste trabalho é proposto um modelo de simulação mesoscópico para
estimar o número de veículos e sua carga disponível por subárea da zona urbana.
Os valores estimados serão apresentados em mapas temáticos
que permitem a visualização dos locais com maior fluxo de veículos e com menor
quantidade de carga disponível em suas baterias. O modelo proposto pode ser
utilizado para fornecer informações ao planejamento da expansão e operação das
redes elétricas considerando o fornecimento da demanda elétrica das estações de
recarga.
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