Expansão da infraestrutura de recarga para veículos elétricos

A potência máxima nem sempre é a resposta certa ao carregar nas instalações da fábrica

Rápido para poucos ou lento para todos? A WS está buscando seu próprio conceito para a expansão da infraestrutura de carregamento para veículos elétricos. Para obter um sistema de recarga eficaz e de baixo custo nas instalações da fábrica, a WS favorece consistentemente uma baixa capacidade de recarga.
O carregamento também é possível em uma tomada normal (fonte da imagem: WS)

Carregamento de veículos elétricos nas instalações da fábrica

Quando se trata de eletromobilidade, a discussão sobre a infraestrutura de carregamento associada geralmente não está longe. As expectativas geralmente são orientadas para o objetivo de obter a menor ou nenhuma perda de conforto possível em comparação com o status quo usual dos veículos a combustão. Para atender a esse requisito, o setor automotivo está trabalhando intensamente para permitir o carregamento particularmente rápido de veículos elétricos, ou seja, o carregamento com a maior potência elétrica possível. Em troca, o setor está exigindo que o Estado ou outras empresas (hotéis, restaurantes, indústria e comércio, etc.) forneçam a infraestrutura de recarga. No entanto, o fato de que os investimentos necessários são consideráveis é frequentemente ignorado. Em edifícios existentes, em particular, nem as cargas conectadas nem a infraestrutura elétrica foram projetadas para abastecer grandes consumidores adicionais com alta simultaneidade. Embora a tecnologia de controle inteligente esteja teoricamente disponível, ela também está associada a altos custos e a trabalhos adicionais de instalação e manutenção.

A alta potência de carga leva rapidamente o sistema elétrico aos seus limites

A exigência de poder carregar o mais rápido possível, ou seja, com alta potência, em praticamente qualquer local, está se tornando um obstáculo para a disseminação da eletromobilidade. Mesmo uma capacidade de carregamento de apenas 22 kW por ponto de carregamento leva rapidamente o sistema elétrico aos seus limites técnicos, principalmente em edifícios industriais existentes, especialmente se vários pontos de carregamento forem instalados.

Supondo que cerca de 20 pontos de recarga já estejam disponíveis em um local com cerca de 150 funcionários, isso resulta em uma carga máxima teórica de 440 kW, que excede os valores de conexão usuais, mesmo para edifícios mais novos. Como resultado, seria necessário instalar um sistema complexo de gerenciamento de carga que sincronizasse a distribuição de energia com as capacidades atuais e, se possível, incluísse a geração local de sistemas fotovoltaicos, frequentemente disponível atualmente. Afinal de contas, os veículos devem ser reabastecidos preferencialmente com eletricidade verde real e não apenas com eletricidade colorida pelo balanço patrimonial. Como um ponto de carregamento de 22 kW, incluindo a fiação, a proteção e o trabalho de instalação associados, geralmente custa vários milhares de euros, isso resulta rapidamente em um investimento necessário na faixa de seis dígitos de euros para a empresa industrial, incluindo o sistema de gerenciamento de carga necessário.

Os "compartimentos de carga lenta" podem ser configurados rapidamente (Fonte da imagem: WS)

A abordagem da WS para a infraestrutura de cobrança

Portanto, a WS opta por uma abordagem diferente em sua sede em Renningen, que se baseia nas seguintes premissas principais:

  1. Os veículos elétricos são sempre particularmente úteis quando são usados para cobrir o tráfego local de curta distância e de passageiros. A quilometragem diária é, portanto, geralmente de até aproximadamente 100 km, muitas vezes até bem menos. Isso resulta em uma necessidade diária de energia por veículo de 15 a 20 kWh.
  2. Para colher todos os benefícios ecológicos da eletromobilidade, a eletricidade verde real deve ser usada para o carregamento, de preferência gerada localmente de forma descentralizada
  3. Os veículos ficam estacionados por longos períodos durante o horário de trabalho, geralmente 9 horas, a maioria dos quais durante o dia, quando há pouca luz na WS, devido à operação em um único turno, mesmo no inverno.
  4. A geração local de eletricidade verde a partir de nossos próprios sistemas fotovoltaicos (que atualmente totalizam aproximadamente 400 kWp na sede da WS) muitas vezes excede a demanda das operações de produção e de escritório durante a manhã. A geração excedente pode, portanto, ser usada para carregar veículos com uma probabilidade suficientemente alta, mesmo sem controle dedicado, desde que a potência cumulativa de carregamento seja baixa.
  5. Embora seja teoricamente possível estacionar novamente os veículos durante o dia, conforme necessário, na prática isso só é compatível com os processos internos da empresa até certo ponto.

A energia de carga diária necessária de até 20 kWh por veículo, com base na suposição de uma distância máxima de aproximadamente 100 km por dia, pode ser obtida com uma potência de carga contínua de 2,2 kW por um tempo de permanência de nove horas. No lado da conexão, soquetes especiais com aterramento projetados para carga contínua são facilmente adequados para isso. Essas tomadas podem ser instaladas com relativa rapidez em estacionamentos existentes. As linhas de alimentação correspondentes são fundidas separadamente no subdistribuidor e, dependendo do objetivo, podem ser ligadas permanentemente ou com controle de tempo com meios muito simples. Devido à carga total máxima teórica comparativamente baixa de 20 * 2,2 kW = 44 kW, não há necessidade de um sistema de gerenciamento de carga dedicado. É muito provável que a carga total seja menor do que a geração excedente restante dos sistemas fotovoltaicos locais. A necessidade de estacionar novamente os veículos no subsolo, que poderia ser necessária com alguns pontos de recarga de maior potência, é completamente eliminada. O sistema elétrico existente também oferece reservas para expansão adicional com pontos de recarga de baixa potência no futuro. Se o carregamento rápido ainda for necessário em casos individuais, será feita referência à infraestrutura de carregamento externa. O investimento necessário para a implementação do WS no conceito apresentado é significativamente menor do que os 10% das propostas alternativas com capacidades de carregamento mais altas, com aproximadamente a mesma meta atingida e, portanto, pode ser facilmente financiado com fundos próprios. 

Carregamento com no máximo 10A em uma tomada normal (Fonte da imagem: WS)

A implementação também é possível sem subsídios: O carregamento lento pode ser realizado ainda mais rapidamente 

O exemplo apresentado é uma prova impressionante de que uma abordagem adequada ao problema é indispensável, especialmente na área de fornecimento de energia elétrica. Os investimentos necessários para aumentar a eletrificação são consideráveis ou até mesmo quase impossíveis de serem realizados, especialmente em edifícios existentes. No entanto, com conceitos inteligentes que, além das condições técnicas, também incluem uma delimitação precisa dos objetivos almejados em cada caso, os altos custos podem ser evitados sem reduzir significativamente a realização dos objetivos. Assim, a implementação é facilmente possível sem subsídios.

Entretanto, como é particularmente difícil encontrar consultoria externa imparcial e sem fins lucrativos nessa área, os empreendedores devem se esforçar para formular objetivos claros e exigir a implementação dentro de condições estruturais previamente definidas.

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