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Porquê Veículos Eléctricos?
Jorge Esteves
José Maia
Instituto Superior Técnico
DEEC / Centro de Automática da UTL
[email protected]
Escola Superior de Tecnologia,
Instituto Politécnico de Setúbal
Centro de Automática da UTL
[email protected]
Domésticos e
Serviços
22%
Agricultura e
Pescas
5%
Processos
Industriais
8%
Consumo
Doméstico e de
Serviços
Natureza
8%
5%
Outros
4%
Transportes
Rodoviários
21%
Produção de
Energia Eléctrica
(Termoeléctricas)
26%
Transportes
37%
Indústria
36%
Combustão
Industrial
28%
Consumo de energia final por
sector de actividade em
Portugal (1995)
(DGE - Balanços energétiticos)
cos)
Emissão de CO2 por
sector de actividade em
Portugal (1994)
Consumo de energia final por sectores
(DGE - Balanços energéticos)
Petróleo
71%
Outros
Hídrica
6%
4%
Carvão
19%
Consumo de energia primária em 1995
(DGE - Balanços energéticos)
Cenário do “IEA World Energy Outlook”
para 1995-2000
„ 65% de aumento da energia total consumida
„ Crescimento com um ritmo de 2,3% por ano para a energia
consumida pelo sector dos transportes
„ Um valor de 29% do total da energia final consumida pelos
transportes contra 26% em 1995
Ao nível Europeu nos próximos 20 anos
„ Prevê-se um crescimento continuado do sector dos transportes
(40%)
Consequências
„ diminuição da qualidade de vida nas grandes cidades
„ aumento do tempo das deslocações
„ estacionamento anárquico
„ aumento da poluição local (CO, partículas)
„ aumento da poluição global (CO2, NOx, SOx), responsável
pelo efeito de estufa, chuvas ácidas e outras alterações
climáticas
z os ciclones no mundo aumentaram de 20-30/ano em
1840 para os actuais 100/ano
z dos gases que contribuem para o efeito de estufa, o
CO2 é o responsável por 85% do total
An
álise e implementa
ção de alternativas que minimizem
Análise
implementação
as consequências dram
áticas desta evolu
ção
dramáticas
evolução
Possíveis vias que permitirão reduzir a dimensão dessas
consequências:
„ A redução da utilização de soluções privadas a favor de
alternativas públicas de transporte
„ Procura de combustíveis alternativos
„ Viabilização de soluções de transporte com índices de
poluição nulos (ou quase-nulos)
Os sistemas de transporte que incluem
soluções de propulsão eléctrica são uma
boa resposta nessas frentes
Solu
ções de transporte com
Soluções
propulsão el
éctrica
eléctrica
„ Como complemento à solução pública de transportes, a
utilização de veículos eléctricos rodoviários (mesmo que
individuais) em percursos no interior dos espaços urbanos
corresponde a uma solução coerente, integrada numa
planificação da utilização de diferentes modos de transporte
„ O veículo eléctrico rodoviário pode contribuir para uma política
sustentável de transportes e mobilidade
Ve
ículos El
éctricos Rodovi
ários e Energias Renov
áveis
Veículos
Eléctricos
Rodoviários
Renováveis
Utopia?
Ve
ículos rodovi
ários com propulsão el
éctrica:
Veículos
rodoviários
eléctrica:
• veículos eléctricos alimentados a partir de baterias
Actuador
eléctrico
Bateria
Transmissão
Rodas
• veículos com sistemas híbridos
Motor de
combustão
interna
Transmissão
Transmissão
Actuador
eléctrico
Bateria
Rodas
Transmissão
• sistemas baseados em pilhas de combustível
Pilha de
combustível
• outros
Actuador
eléctrico
Transmissão
Rodas
Sistema de propulsão para
ve
ículos el
éctricos
veículos
eléctricos
Independente do tipo, apresentam em comum um sistema de propulsão eléctrica
constituído por:
Accionamento eléctrico utilizado em veículos comercializados:
– conversor cc/cc alimentando máquina de corrente contínua (com colector e escovas),
–ondulador trifásico alimentando máquina síncrona com magnetos permanentes
–ondulador trifásico alimentando máquina assíncrona
Vantagens da propulsão el
éctrica
eléctrica
Não necessita de caixa de velocidades –> condução mais cómoda em cidade
Características de accionamento de um veículo com propulsão eléctrica e de
um veículo com motor de combustão interna e caixa de velocidades
Vantagens da propulsão el
éctrica (2)(2)
eléctrica
Condução agradável e circulação bastante silenciosa
Capacidade de realizar uma travagem regenerativa de energia
Possibilidade de eliminar alguns órgãos mecânicos usuais na transmissão dos
veículos automóveis convencionais, contribuindo para uma redução do peso,
melhor eficiência e fiabilidade de todo o sistema
Ve
ículos El
éctricos com Baterias
Veículos
Eléctricos
Os primeiros veículos
automóveis com propulsão
eléctrica foram concebidos
no início do século.
Veículo eléctrico Lohner-Porsche
com motores nos eixos das rodas
Ve
ículos El
éctricos com Baterias (2)
Veículos
Eléctricos
Na solução corrente, o veículo é alimentado a partir de baterias
electroquímicas, que são recarregadas a partir da rede de distribuição
eléctrica.
Veículos que efectivamente são de emissão-nula no local da sua
circulação.
Do ponto de vista global, o nível de emissões depende do modo
como a energia eléctrica está a ser produzida. Portugal corresponde
a um caso de utilização favorável.
A tecnologia de baterias disponível limita a autonomia destes veículos
Baterias para Ve
ículos El
éctricos
Veículos
Eléctricos
Diversas tecnologias de baterias em evolução constante
Chumbo-ácido Níquel-cádmio Níquel-hidreto Iões de Lítio
metálico
Lítio-metalpolímero
Tipo de tecnologia
Pb/ac
Ni/Cd
NiHM
Li-Ion
Energia específica (Wh/kg)
35-40
55
70
125
155
80
200
Potência específica (W/kg)
80
120
200
260
315
145
400
0
90
90
200
165
130
300
Vida útil (nº ciclos de carga)
300
1000
600
+600
+600
600
1000
Tempo de carga (horas)
6-8
6-8
6
4-6
4-6
4-6
3-6
Autonomia (km)
75
100
150
200
250
200
250
120
500
700
-
-
Densidade de energia (Wh/L)
Preço de custo (USD / kWh)
Li/p
Na/NiCl2
Sódio-Cloreto
de níquel
-
Objectivos
USABC
<100
Fonte: EVS 17 Official Magazine, Outubro de 2000
Ve
ículos El
éctricos com Baterias em Portugal
Veículos
Eléctricos
Comercializados (conhecidos) em Portugal
Citroen Berlingo Eléctrico
Piaggio Porter Eléctrico
Atala Lepton
Peugeot
Citroen Saxo Eléctrico
Tasso
Fabrigimno
Zap
Peugeot
Fiat Seiscento Electtra
Lamborgini
Citybug
Futi 5
Zappy
Ve
ículos El
éctricos com Baterias em Portugal (2)
Veículos
Eléctricos
(2)
A experiência da distribuição postal no centro histórico de Évora
Para além da experiência dos CTT Correios de Portugal, existem já diversos
veículos em utilização em Portugal: Eco-equip, CTT, CM Lisboa, CM Porto,
LIPOR, EDP, EMEL, CM Viana de Castelo, CM Évora, CM. Beja. Os veículos em
utilização são automóveis, quadriciclos, triciclos, “scooters”, bicicletas assistidas
electricamente e trotinetes eléctricas
Ve
ículos H
íbridos
Veículos
Híbridos
Uma solução de elevado potencial passa pela utilização de sistemas híbridos que
combinam um motor de combustão interna (ou outro) com o sistema de
accionamento eléctrico.
Desenho de um veículo híbrido-eléctrico
patenteado em 1905
Volvo ECC – híbrido-eléctrico série
com turbina a gás
Um veículo híbrido rodoviário é um veículo cuja energia para a propulsão pode ser
obtida a partir de duas ou mais diferentes formas ou tipos de sistemas de
acumulação, fontes ou conversores de energia. Pelo menos um dos sistemas de
acumulação ou conversão terá que estar colocado a bordo do veículo.
Ve
ículos H
íbrido-Eléctrico
Veículos
Híbrido-Eléctrico
Um veiculo híbrido-eléctrico (“HEV-Hybrid Electric Vehicle”) é um
veiculo híbrido em que, pelo menos, um dos sistemas de
acumulação ou conversão pode fornecer energia eléctrica.
„ Travagem regenerativa
„ Melhor aproveitamento do motor de combustão
„ Hipótese de funcionamento apenas com o motor eléctrico
nos circuitos urbanos
Ve
ículos H
íbrido-Eléctrico Paralelo
Veículos
Híbrido-Eléctrico
Comercializados (conhecidos) em Portugal
Fiat Multipla - híbrido paralelo
Toyota New Prius
Veículos Híbrido-Eléctrico Paralelo (2)
Diferentes modos de funcionamento
Arranque e marcha lenta:
propulsão eléctrica pura.
Marcha normal: propulsão com
energia fornecida pelo depósito
de gasolina, parte da potência
é entregue pelo motor a
gasolina directamente às
rodas;, a restante é fornecida
pelo gerador ao motor eléctrico
e deste para as rodas.
Marcha com potência máxima:
a potência fornecida à rodas é
fornecida conjuntamente pelo
motor a gasolina e pelo motor
eléctrico; o motor eléctrico vai
buscar a energia às baterias.
Veículos Híbrido-Eléctrico Paralelo (3)
Diferentes modos de funcionamento (2)
Recarga da bateria: o motor de
gasolina continua a rodar com
o veículo parado; durante a
marcha, o motor de gasolina
desenvolve um pouco mais de
potência, de modo a fornecer a
energia necessária à bateria.
Redução de velocidade/ travagem:
as rodas accionam o motor eléctrico
(que passa a funcionar como
gerador); a energia eléctrica gerada
é armazenada na bateria
Veículo parado: o motor de
gasolina é automaticamente
parado (excepções: o sistema
de climatização está em
funcionamento ou a bateria tem
que ser recarregada)
Ve
ículos H
íbrido-Eléctrico SSérie
érie
Veículos
Híbrido-Eléctrico
Autocarro híbrido série: 12,2 m; Nova Iorque
Motor assíncrono
e caixa redutora compacta
Resultados de ensaios em laboratório do
sistema
Projectos comunit
ários com
comunitários
Ve
ículos H
íbrido-Eléctrico em Portugal
Veículos
Híbrido-Eléctrico
Projecto Sagittaire
Projecto Desenvolvimento de um autocarro com pilhas de combustível
Associa
ção Portuguesa do Ve
ículo El
éctrico
Associação
Veículo
Eléctrico
Com o intuito de divulgar e promover a utilização do veículo
eléctrico rodoviário em Portugal, foi criada (em Julho de 1999) a
APVE - Associação Portuguesa do Veículo Eléctrico
Esta Associação visa promover as potencialidades do veículo eléctrico rodoviário
e fomentar acções nos domínios da informação, normalização, regulamentação,
incentivos, demonstração, investigação e desenvolvimento.
Conta, actualmente, com 66 Associados, dos quais metade são empresas e
instituições diversas e os restantes associados em nome individual.
Av. Rovisco Pais, 1 , 1049-001 LISBOA
Tel.: 21 841 76 71
Fax: 21 841 71 67
[email protected]
www.apve.pt
Ve
ículos el
éctricos em Portugal
Veículos
eléctricos
Por onde ir?
„ Projectos de divulgação e de demonstração, que evidenciem a
viabilidade da solução da propulsão eléctrica e permitam
concluir das suas vantagens e desvantagens
„ Medidas concretas de incentivo à aquisição e à utilização
„ Planificação das estruturas de apoio (de recarga e de
manutenção)
„ Desenvolvimento da intervenção industrial nacional
Alguns aspectos relativos à introdu
ção dos
introdução
ve
ículos el
éctricos rodovi
ários
veículos
eléctricos
rodoviários
„Oportunidade
para uma menor dependência do petróleo e para uma diversificação
energética nacional;
„Oportunidade
para discutir e re-equacionar todas as questões dos transportes e da
mobilidade urbana;
„Oportunidade
de negócio para os fornecedores de energia eléctrica (este
consumo poderá ser deslocado parcialmente para as horas de vazio);
„As
opções do modo de produção de energia eléctrica definem a dimensão da
redução relativa do consumo de combustíveis fósseis; torna possível a introdução
das energias renováveis nos sector dos transportes;
„Existem
vantagens claras relativamente à poluição local nas cidades; não se
deverá, no entanto, esquecer que o balanço geral não é tão positivo (contabilização
da poluição relativa à produção da energia eléctrica nas centrais de energia
eléctrica);
Associa
ção Portuguesa do Ve
ículo El
éctrico
Associação
Veículo
Eléctrico
Com o intuito de divulgar e promover a utilização do veículo
eléctrico em Portugal, foi criada (em Julho de 1999) a
APVE - Associação Portuguesa do Veículo Eléctrico
Esta Associação visa promover as potencialidades do veículo eléctrico rodoviário
e fomentar acções nos domínios da informação, normalização, regulamentação,
incentivos, demonstração, investigação e desenvolvimento.
Associação Portuguesa do Veículo Eléctrico (2)
AMERLIS - Agência Municipal de Energia de Lisboa
AMES - Agência Municipal de Energia de Sintra
Automóveis Citroën, SA
Automóvel Club de Portugal
Companhia Carris de Ferro de Lisboa, S. A.
CTT Correios de Portugal, S.A.
Direcção Geral de Energia
Eco-Equip
EDP - Electricidade de Portugal, S. A.
Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Algarve
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal
Fiat Auto Portuguesa, S. A.
Futi, Lda.
Geco, Lda.
Green Point Line Lda.
INETI - Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial
IPQ- Instituto Português da Qualidade
ISEC - Instituto Superior de Engenharia de Coimbra
ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
ISEP - Instituto Superior de Engenharia do Porto
IST - Instituto Superior Técnico
IT - Instituto de Telecomunicações
J.F. de Oliveira Import-Export, Lda
Logistema, Consultores de Logística, S.A.
MotorConsult, Engenharia, Gestão e Informática Lda.
Perform Energia, Lda.
Piaggio (Portugal) - Comercialização de Veículos; Lda.
Siemens, S. A.
Tecnirolo, Lda.
Universidade da Beira Interior
Urbénia – Veículos e Tecnologias para o Sec. XXI, Lda.
Zero Air Pollution, Veículos Eléctricos, Lda.
Associação Portuguesa do Veículo Eléctrico (3)
António Eusébio Velho Roque
Carlos Manuel do Amaral Alegria
Carlos Manuel Pereira Cabrita
Carlos Manuel Ramires Peralta
Carlos Miguel Flôxo Contente de Sousa
Dante Mamede
Eduardo Osvaldo da Silva Louro Correia
Floriberto Amorim Azevedo Lima
Francisco Alberto Sena da Silva
Francisco Manuel P. Teixeira
João Carlos Ferraz Mendes
João Miguel do Carmo Fialho
João Paulo Alves Diz Pereira Calau
João Pereira Bastos
Joaquim da Silva Jorge
Joaquim José Borges Gouveia
Jorge Manuel Garcia Esteves
José Américo Baptista de Sousa
José Carlos Lourenço Quadrado
José Luís Carrilho Sequeira
José Ricardo Félix
Luís Manuel dos Santos Dias
Margarida Lourenço Simões de Sousa
Nuno Ricardo Graça Leal Serra
Paulo José Gameiro Pereirinha
Paulo Ricardo Duarte Coelho
Pedro Alexandre da Cunha Ferreira Teixeira
Ricardo Jorge Gomes Félix
Sérgio Manuel Duarte Costa
Actividade
„Adesão como Secção
Portuguesa da AVERE – Associação Europeia dos Veículso Eléctricos Rodoviários e
participação no seu órgão directivo;
„Criação da Comissão Técnica de Normalização “CT146 –
Veículos de Propulsão Eléctrica Rodoviários”; representação
de Portugal no CEN neste domínio; reunião do TC301 “Electrically propelled road vehicles”, do CEN, em Lisboa, de 26
a 28 de Junho de 2000; tradução para Língua Portuguesa de todas as normas aprovadas no TC301;
„Protocolo para o 4º Trimestre de 1999 e Protocolo para o ano 2000 com a DGTT e com a AMERLIS, para a promoção
dos veículos de propulsão alternativa nas suas esferas de competências;
„Para além da DGTT, contactos com a DGV, DGE e Secretaria de Estado do Ambiente;
„Criação e manutenção de uma página na Internet: www.apve.pt
„Publicação de três números do Boletim VEInformação, em
papel e em formato electrónico
„Publicação do relatório “A Experiência de Projectos e Programas de Veículos Eléctricos Um Estudo sobre a Europa,
os EUA e o Japão– Partes I e II”, tradução para Língua Portuguesa do relatório publicado pela KFB “Agência Sueca de
Investigação em Transportes e Comunicações” (publicado em papel e formato electrónico), assumindo-se como editor
de publicações relativas aos VE;
„Participação em quatro propostas
„Intervenção na reunião
de projectos europeus de demonstração, a serem financiados pela UE;
do Projecto “Thermie Sagitarius”, Sintra, 15 de Setembro de 1999
„Sessão Pública sobre “Veículos Eléctricos e Política Concertada de Transportes”
de Outubro de 1999;
no Instituto Superior Técnico, dia 8
Actividade (2)(2)
„Moderação
da sessão de debate “Soluções alternativas de propulsão”, 1° Congresso Nacional do Automóvel,
organizado pela ARAN – Associação do Ramo Automóvel Nacional, Espinho, Novembro de 1999;
„Stand na “Autarcar – Salão de Equipamento Rodoviário Autárquico”; Dezembro
de 1999, Exponor;
„Seminários “Os Veículos eléctricos em Portuga”
no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa e nas Escolas
Superiores de Tecnologia de Leiria, Setúbal e Guarda;
„Proposta do evento “Alternativas para a Mobilidade Urbana – Debate e Sessão de Experimentação”, organizado em
conjunto com a Câmara Municipal do Porto, Sociedade de Transportes Colectivos do Porto e Direcção-Geral de
Transportes Terrestres, nos dias 14 e 15 de Abril de 2000 no Porto,;
„Sessão Pública sobre “Normalização Europeia e Veículos Eléctricos”, dia 27 de
Junho de 2000; INETI, Lisboa;
„Participação activa nas sete cidades portuguesas no “Dia Europeu na Cidade sem o meu Carro!”, 22 de Setembro de
2000;
„Moderação
de uma sessão da maior Conferência Internacional sobre VE, o EVS’17, que se realizará de 15 a 18 de
Outubro de 2000, Montreal, Canadá
„Participação activa na Conferência Internacional da UIE, que se realizará de 1 a
4 de Novembro de 2000, na FIL
„Organização conjunta
com o Centro de Conservação da Energia do Seminário Internacional sobre Veículos Eléctricos,
que se realizará em Lisboa a 13 de Novembro de 2000
„Participação na Comissão Internacional de Selecção do EVS’18, que se realizará em Outubro de 2001, Berlim,
Alemanha;