Dimensionamento de estacionamento de carros elétricos alimentado por uma usina fotovoltalca on-grig

Abstract

Com o aumento da quantidade de veículos elétricos no Brasil, cresce também a necessidade de infraestrutura adequada para realizar o carregamento desses veículos. Nesse cenário, a utilização da energia solar fotovoltaica pode ser uma alternativa para auxiliar no fornecimento da energia elétrica necessária para os carregadores. Por isso esse trabalho apresenta um estudo de caso de dimensionamento de uma usina fotovoltaica conectada à rede elétrica (on-grid) destinada ao atendimento de um estacionamento equipado com pontos de recarga para carros elétricos. Inicialmente, são apresentados os conceitos relacionados à mobilidade elétrica, aos principais tipos de veículos eletrificados e aos sistemas de carregamento disponíveis atualmente. Também são abordados os principais componentes de uma usina fotovoltaica, como módulos solares, inversores, string box, dispositivos de proteção e estruturas de suporte, além das normas técnicas aplicáveis ao projeto. Com base na demanda dos carregadores, é realizado o dimensionamento da usina fotovoltaica, considerando a potência instalada, a configuração dos módulos, a seleção dos inversores e os demais equipamentos necessários para o funcionamento do sistema. Também são analisados os critérios para dimensionamento dos condutores elétricos, dispositivos de proteção e estruturas de sustentação dos módulos fotovoltaicos. Por fim, foi realizado um cálculo de custo total, onde são listados todos os materiais e equipamentos que deverão ser comprados e, pensando em formas de arrecadar uma renda com o projeto finalizado, também é calculado o tempo estimado do retorno desse investimento. Os resultados demonstram que a utilização de uma usina fotovoltaica conectada à rede é uma solução tecnicamente viável para atender à demanda energética dos carregadores de veículos elétricos.

With the increase in the number of electric vehicles in Brazil, the need for adequate infrastructure to charge these vehicles is also growing. In this scenario, the use of photovoltaic solar energy can be an alternative to help supply the necessary electricity for chargers. That is why we decided to do a case study on the sizing of a grid-connected (on-grid) photovoltaic plant intended to serve a parking lot equipped with charging points for electric cars. Initially, we present concepts related to electric mobility, the main types of electrified vehicles, and the charging systems currently available. The main components of a photovoltaic plant are also addressed, such as solar modules, inverters, string boxes, protection devices, and support structures, in addition to the technical standards applicable to the project. Based on the demand of the chargers, the sizing of the photovoltaic plant was carried out, considering the installed power, the configuration of the modules, the selection of inverters, and other equipment necessary for the system to function. The criteria for sizing the electrical conductors, protection devices, and support structures for the photovoltaic modules were also analyzed. Finally, we performed a total cost calculation, listing all the materials and equipment that will need to be purchased and, considering ways to generate income from the completed project, we also calculated the estimated payback time for this investment. The results obtained demonstrate that the use of a grid-connected photovoltaic plant is a technically viable solution to meet the energy demand of electric vehicle chargers, and can be a profitable investment alternative.