Um modelo para dimensionamento de postos de recarga rápida para veículos elétricos baseado no perfil de carga das baterias de íons de lítio - Pinto, Fábio Antonio Vieira (UFRJ, 2016)
[PT] O desenvolvimento de cidades inteligentes possui entre seus principais objetivos a sustentabilidade, racionalidade e eficiência. Nesse contexto o uso de veículos elé- tricos no setor de transportes recebe destaque. O estudo do comportamento das estações de recarga em centros urbanos é importante pois a emergente frota de veí- culos elétricos irá impactar a planta de energia elétrica, principalmente em horários de pico. É necessário que o espaço físico e o aproveitamento de energia nos postos de carga sejam bem planejados para que sejam minimizados os impactos na rede elétrica, garantindo que os usuários sejam atendidos dentro de padrões de qualidade de serviço aceitáveis: o tempo de abastecimento difere substancialmente dos veículos convencionais. Assim, nesta tese utilizam-se modelos de Cadeia de Markov de Tempo Contínuo para obter métricas de desempenho fundamentais, tais como o número médio de clientes e o tempo médio de espera no sistema. Os resultados mostram a relação entre o projeto do espaço físico e instalações elétricas e a disponibilidade para os clientes. O modelo de cadeia de Markov é, em seguida, aprimorado incorporando o perfil de carga das baterias de íons de lítio, as mais utilizadas nos veículos elétricos atuais. Propõem-se quatro cenários que diferem na capacidade de lidar com os carregadores inativos e vagas de espera, mostrando através de análise numérica, que a variação do número de servidores contribui para uma melhor utilização da energia disponível. Finalmente, aplica-se os modelos propostos à cidade do Rio de Janeiro mostrando, progressivamente, melhor desempenho de resultados relacionados ao planejamento da estação de carga, sobretudo em relação ao melhor aproveitamento do espaço físico e da capacidade energética da estação de carga, em termos da potência disponível e percentual de utilização.[EN] Sustainability, rationality, and efficiency are some of the main goals of smart cities development. Toward these goals, the use of electric vehicles in the transportation sector deserves special mention. The investigation of the behavior of a charging station in urban centers is important due to the impact on the power grid by the emerging fleet of electric vehicles, specially in peak hours. It is mandatory that the physical layout and energy reuse in charging stations are well planned, to minimize the negative effects in the power grid and to ensure that users met acceptable quality of service, as the charging time differs substantially from conventional vehicles. Thus, in this thesis, we use continuous time Markov chains to obtain some important performance metrics, such as the average number of users and the average waiting time in the system. The results show the tradeoff between the physical space and electrical supply design and availability to the users. Then, the Markov chain model is enhanced by considering the lithium-ion charging profile, currently the most used in electric vehicles. We propose four scenarios that differs on the ability to deal with idle sockets and waiting spaces to show that, through numerical analysis, that the variation of the number of servers contributes to a better utilization of the available power. Finally, the models are applied to the city of Rio de Janeiro yielding progressivelly better results related to the charging station planning, specially in terms of better use of the physical space and the power capacity of the charging station, considering the available power and percentage used power.