[pt] Problemas de emissão de gases de efeito estufa vem sido amplamente discutidos nos últimos anos, uma vez que mais de 70 países já se comprometeram
a uma economia neutra em carbono até 2050. A eletrificação dos modais de
transporte tem sido ampliadas seguindo essas metas, onde os Veículos Elétricos (VEs) começam a ganhar participação sobre o mercado de Veículos com
Motor de Combustão Interna (VMCI) por todo o mundo. Além da particular
complexidade na comparação entre VEs e VMCIs, desafios envolvendo a natureza dos VEs e sua integração com as cidades, como a falta de locais públicos
para recarga, também são críticos e interferem no seu desenvolvimento. Nesse
contexto, este trabalho visa estudar o problema de uma Estação de Troca de
Baterias (ETB), uma estrutura onde os usuários de VEs trocam suas baterias
descarregadas por outras totalmente ou parcialmente carregadas. No intuito
de simular as operações diárias do ETB e o cronograma de carregamento das
baterias, um novo modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) é proposto, levando em consideração a heterogeneidade da bateria, o uso de geração
fotovoltaica (PV) local e a degradação da bateria com base no perfil de carregamento. Uma coleção de métricas de operação do ETB é projetada para avaliar
a qualidade da solução do modelo de cronograma proposto. É apresentado um
experimento numérico que compreende quatro estudos de caso baseados em
dados reais dos sistemas de energia e transporte dos EUA, contendo insights
e análises sobre o uso da energia fotovoltaica e da rede, bem como uma comparação financeira do ETB com abordagens de cronograma de benchmarks
relacionados, juntamente de sensibilidades no plano de dimensionamento do
ETB e atendimento a clientes. / [en] Greenhouse gas emissions-related issues have been extensively discussed
in the past years, with over 70 countries already committed to a carbon-neutral
economy by 2050. The electrification of transportation modals has increased
following these goals, where Electric Vehicles (EVs) are starting to take Internal
Combustion Engine Vehicles (ICEV) market share all over the globe. Besides
the particular complexity in comparing EVs and ICEVs, challenges involving
the nature of EVs and their integration with cities, such as the lack of public
locals for charging, are also critical and interfere with their development. In
this context, this work aims at studying the problem of a Battery Swapping
Station (BSS), a structure where the EVs users swap their depleted batteries
for fully or partially charged ones. In order to simulate the BSS daily operations
and batteries charging schedule, a novel Mixed Integer Linear Programming
(MILP) model is proposed, taking into account battery heterogeneity, the
use of local photovoltaic (PV) production and battery degradation based
on charging profile. A collection of BSS operation metrics are designed to
evaluate the solution quality of the proposed scheduling model. A numerical
experiment comprising four case studies based on real data from the US power
and transportation systems is presented, with insights and analyses on the PV
and grid power use, as well as a BSS financial comparison against close-related
benchmark scheduling approaches, together with sensitivities on BSS sizing
plan and costumers attendance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:62079 |
| Date | 27 March 2023 |
| Creators | NICKOLAS GUELLER ROCHA |
| Contributors | RAFAEL MARTINELLI PINTO, RAFAEL MARTINELLI PINTO, RAFAEL MARTINELLI PINTO, RAFAEL MARTINELLI PINTO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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