Utilização de baterias de veículos elétricos usadas para armazenamento de energia solar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, André Filipe Duarte
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/57006
Resumo: Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
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spelling Utilização de baterias de veículos elétricos usadas para armazenamento de energia solarbaterias em segunda vidasistema solar com armazenamentocomunidade solarautoconsumoperíodo de retornoTeses de mestrado - 2022Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e EnergiaTese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasO crescimento do consumo energético a nível global tem escalado exponencialmente ao longo do tempo, sobretudo devido ao aumento populacional e também à facilidade com que se vai tendo acesso à energia elétrica. Com o consumo energético a aumentar, e o mundo a tender para soluções mais sustentáveis e livres de emissões de gases de efeito de estufa para a produção de energia elétrica (energias renováveis), existe a necessidade de a inovação global sustentar o uso das energias renováveis, quer a nível de armazenamento, quer a nível de produção de energia. O setor dos transportes segue a mesma linha de pensamento, fazendo com que o uso de veículos elétricos seja cada vez maior a nível global. Com isto, tendo em conta que o aumento do número de veículos elétricos a nível global levará ao aumento do número de baterias de veículos elétricos a necessitarem de substituição devido à diminuição da sua autonomia, estas podem ser reutilizadas antes da sua reciclagem, de modo a diminuir os impactos ambientais que estas podem causar. Aliado à inovação constante do setor das energias renováveis, eis que surge a possibilidade de usar as baterias dos veículos elétricos para armazenamento de sistemas fotovoltaicos (setor das energias renováveis que também tem apresentado um crescimento abrupto). Neste contexto, a presente dissertação consiste num estudo financeiro que contempla a potencial sinergia entre estas duas tecnologias (energia fotovoltaica e armazenamento resultante de baterias inutilizáveis para os veículos elétricos) no contexto de uma comunidade solar. Esta comunidade consiste num agregado de 17 casas na região de Lisboa, onde dados de consumo reais foram usados como diagrama de carga da comunidade. Através deste caso de estudo foi possível avaliar qual o tempo de retorno do investimento para um banco de baterias novas de diferentes capacidades de armazenamento. Esta solução de armazenamento é significativamente mais cara que uma bateria reutilizada proveniente da indústria automóvel dado que o preço de uma bateria usada é aproximadamente 50% do preço de uma bateria nova. Para efeitos de simulação, foi usado o software System Advisor Model, onde foi considerada a capacidade instalada do sistema fotovoltaico, o armazenamento da bateria, os preços e tipos de tarifas elétricas, os parâmetros financeiros e os custos de instalação de um sistema solar fotovoltaico residencial com armazenamento. Após o estudo acima descrito, chegou-se à conclusão de que o cenário ideal para a utilização desta tecnologia nas condições estudadas, é aquele em que a comunidade solar apresenta a tarifa tri-horária para a energia elétrica, onde a potência instalada do sistema fotovoltaico é cerca de 3x maior do que a potência inicialmente prevista (≈ 45,27 kW) e onde a bateria é maior (≈ 37,73 kWh). Estes parâmetros aliados, minimizam o período do payback, levando-o a atingir cerca de oito anos e dois meses para o retorno do investimento da comunidade solar.The growth of the global energetic consumption has been scaling exponentially throughout the years, especially due to the population increase and the easiness that most people have to electrical energy. With the higher electrical consumption and the world tending for sustainable and greenhouse effect free solutions to produce electricity (renewable energies), there is a necessity that the global innovation sustains the use of renewable energies, either in terms of storage, or in terms of energy production. The transportation sector follows the same line of thought, working so that the use of electric vehicles increases on a global scale. With this, bearing in mind that increasing the number of electric vehicles on a global scale, it will also increase the number of electric vehicle batteries that will need replacement due to its lack of autonomy, these can be reused before recycling, to avoid the environmental impacts that these may cause. Combined with constant innovation of the renewable energies sector, here comes a possible synergy between the electric vehicle batteries for storage of photovoltaic systems (renewable energy sector that has also showed an abrupt growth). In this context, the present dissertation consists of a financial study that contemplates the potential relationship between these two technologies (photovoltaic energy and storage resulting from unusable batteries for electric vehicles) in the context of a solar community. This community consists of a cluster of 17 houses in the Lisbon region, where actual consumption data was used as a community load diagram. Through this case study it was possible to evaluate the payback time for a new battery bank with different storage capacities. This storage solution is significantly more expensive than a reused battery from the automotive industry as the price of a used battery is approximately 50% of the price of a new battery. For simulation purposes, the System Advisor Model software was used, where the installed capacity of the photovoltaic system, battery storage, prices and types of electric tariffs, financial parameters and installation costs of a residential solar photovoltaic system were considered with storage. After completing the study above, it was concluded that the ideal scenario for the usage of this technology under the conditions studied is the one in which the solar community presents the three-hour tariff for electricity, where the installed power of the photovoltaic system is about 3x higher than the initially anticipated power (≈ 45.27 kW) and where the battery is larger (≈ 37.73 kWh). These parameters allied, minimize the payback period, taking it to reach about eight years and two months for the return on investment of the solar community.Brito, Miguel CentenoGaspar, Guilherme Manuel MoraisRepositório da Universidade de LisboaPereira, André Filipe Duarte2023-04-04T13:55:07Z202220222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/57006porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:05:03Zoai:repositorio.ul.pt:10451/57006Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:07:29.370988Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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