O mercado de EVs é atualmente ainda escasso nas grandes cidades, mas
deve crescer mais e mais com os avanços da tecnologia e com
preocupação ambiental. Isto levanta uma séria preocupação com
harmônicos gerados pelos conversores estáticos dos EVs que são
alimentados a partir de um ramal distribuição público ou
doméstico.
Harmônicos
significativos podem causar transtornos como sobrecarregar
transformadores, provocar a instabilidade de tensão em áreas
residenciais, e distorcer consideravelmente formas de onda da
corrente elétrica CA senoidal, gerando estresse mecânico dos
materiais elétricos e superaquecimento devido a perda de potência
aumentada.
Todos os
conversores, sejam eles embarcados nos veículos ou baseado nas
estações de abastecimento públicas, são compostos de componentes
não-lineares que auxiliam na geração de harmônicas durante os
processos de retificação / conversão; o espectro de harmônicos
varia dependendo do tipo de retificador / conversor utilizado.
No
abastecimento doméstico é usado o retificador embarcado que
converte a tensão 220VAC da rede, retificando-a e, em seguida,
ajustando-a para a tensão necessária, adequada para a bateria.
Hoje em
dia, a maioria dos carregadores EV, baseiam-se em retificadores
modulados em largura de pulso (Retificadores PWM). Em um circuito
retificador PWM, os transistores de potência são comutados em
frequências muito mais elevadas do que a frequência da rede de CA,
permitindo a comutação instantânea e a correção do fator de
potência. Estes retificador PWM, que são usados nos EVs são
conhecidos como "buck-boost" PWM.
O "Buck"
evita a sobrecorrente e reduz a tensão se a tensão da fonte é
maior do que a da bateria, o "Boost" regula a corrente e
aumenta a tensão, se a fonte é menor que o bateria. Estes
conversores PWM tem capacidade de fornecer energia para a rede
durante o pico de demanda e exigem que os componentes eletrônicos
sofisticados mencionados anteriormente.
A taxa de
harmônicos do Nissan LEAF foi usada para modelar os harmônicos de
um EV típico a uma taxa de carregamento normal, para a simulação
de uma retificador PWM em PSIM, considerando parâmetros da rede de
transmissão de energia a partir de um alimentador, fornecidos pela
concessionária inglesa de energia London Hydro.
A
conclusão foi a de que um grande número de EVs (mais de mil) podem
ser ligados a um alimentador, sem a danificar gravemente qualquer
equipamento.
A coisa
importante a notar é que a ressonância da rede irá variar ao longo
do dia, do mês ou das estações do ano, e satisfazer a estas
condições de pior caso com harmônica 5ª ordem na rede é muito
raro.
Assim,
não há problemas de qualidade de energia adversos que surgiria
durante a operação normal do sistema. Mesmo se a Londres Hydro
atingisse o seu limite de EVs ligado ao alimentador, não poderia
causar um problema devido ao crescimento a tecnologia atual, em
conversores.
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