domingo, 26 de novembro de 2017

FLUXO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS EM ZONAS URBANAS



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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