[en] TECHNICAL AND ECONOMIC FEASIBILITY OF REUSING ELECTRIC VEHICLE BATTERIES TO REDUCE ENERGY COSTS IN RESIDENTIAL CONSUMER UNITS

[pt] VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA REUTILIZAÇÃO DE BATERIAS DE VEÍCULOS ELÉTRICOS PARA REDUÇÃO DOS CUSTOS DE ENERGIA EM UNIDADES CONSUMIDORAS RESIDENCIAIS

[pt] PATRICK GRANDMASSON CROCKETT CHAVES

[pt] TARIFA BRANCA

[pt] BATERIA DE ION-LITIO

[pt] REUTILIZACAO DE BATERIA

[pt] PEAK SHAVING

[pt] VEICULO ELETRICO

[pt] ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

[pt] CONSUMIDOR RESIDENCIAL

[en] WHITE TARIFF

[en] LITHIUM-ION BATTERY

[en] BATTERY REUSE

[en] PEAK SHAVING

[en] ELECTRIC VEHICLE

[en] ENERGY STORAGE

[en] RESIDENTIAL CONSUMER

[pt] A presença de veículos elétricos na frota mundial está em rápida ascendência na última década. Montadoras estão se direcionando cada vez mais para uma transição de veículos alimentados por combustão para energia elétrica. Em complemento a isso, novos acordos internacionais a favor da sustentabilidade energética vêm sido celebrados entre governos, proveniente da crescente mentalização da população a respeito do meio ambiente, fazendo com que o a presença de veículos elétricos ganhe um impulso ainda maior. No Brasil, esse movimento ainda está em sua fase inicial, porém se mostra no mesmo trajeto dos países mais avançados neste segmento. Grandes montadoras têm começado a introduzir este tipo de veículos no mercado brasileiro em números cada vez maiores nos últimos anos. No entanto, como os primeiros lotes de baterias de veículos elétricos e híbridos estão atingindo a idade de aposentadora, meios de reutilização eficiente dessas baterias começam a ganhar cada vez mais relevância. A tarifa branca de energia por sua vez, é um novo modulo tarifário na qual há uma variação do preço da energia conforme o horário de consumo. Ela estará disponível qualquer unidade consumidora, independentemente de seu consumo mensal, a partir de 1 de janeiro de 2020. Essa tese propõe a construção de uma unidade de armazenamento estacionário, que será aplicada em conjuntos residenciais possibilitando o consumo de energia elétrica somente nos períodos de tarifa mais barata, fazendo com que os consumidores que aderirem ao sistema possam economizar nas despesas mensais em energia elétrica. O foco do estudo está na construção de uma unidade de armazenamento estacionaria que utiliza a bateria aposentada de um veiculo elétrico. Diversos premissas como o custo de conversão da bateria e sua degradação ao longo de sua segunda vida são consideradas na analise da viabilidade financeira do projeto. Os resultados obtidos nas simulações finais realizadas, foram muito promissores. A implementação do projeto se mostrou bastante viável nas condições propostas. Foi permitido extrair um bom tempo de uso, de 13 anos, do sistema de armazenamento, assim como um considerável lucro em cima do investimento inicial.

[en] The presence of electric vehicles in the world fleet has rapidly increased in the last decade. Car manufacturers are increasingly moving toward a transition from combustion-powered vehicles to electric power. In addition, new international agreements for energy sustainability have signed between governments, resulting from the growing public awareness in relation to the environment, making the presence of electric vehicles in the streets gain even greater momentum. In Brazil, this movement is still in its initial phase, but it is on the same path as the most advanced countries in this segment. Major car manufacturers have begun to introduce this type of vehicle in the Brazilian market in increasing numbers in the last years. However, as the first lots of hybrid and electric vehicle batteries are reaching retirement age, efficient means of reusing these batteries is becoming increasingly relevant. The Tarifa Branca, in turn, is a new energy tariff module in which there is a variation of the energy price according to the time of day. It will be available to any consumer unit, regardless of its monthly consumption, starting 1st of January 2020. This thesis proposes the construction of a stationary storage unit, to be applied in residential complexes, allowing the consumption of electricity only at the cheapest tariff periods, allowing consumers who join the system to save on monthly electricity expenses. The focus of the study is on the construction of a stationary storage unit that uses the retired battery of an electric vehicle. Several assumptions such as the battery conversion cost and its degradation over its second life are considered in the analysis of the project s financial viability. The results obtained in the final simulations were very promising. The project implementation proved to be quite feasible under the proposed conditions. It was possible to extract a good 13 years of use of the storage system as well as a considerable profit on the initial investment.

SERGIO LEAL BRAGA

2020-02-13

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46828