Ao mesmo tempo em que avança a eletrificação da mobilidade no Brasil (os veículos eletrificados representam cerca de 8% dos emplacamentos nacionais, segundo dados da Associação Brasileira do Veículo Elétrico), as estações de recarga rápida se espalham pelas cidades e estradas. E se essas estações permitissem não apenas o abastecimento dos carros, mas também a devolução de energia armazenada nas baterias para a rede elétrica, ou ainda mantivessem a energia elétrica local mesmo que a rede fosse desligada? Desenvolver uma estação de recarga rápida bidirecional para veículos elétricos é o objetivo de um convênio entre a Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp (FEEC) e o Instituto Eldorado. A tecnologia vai possibilitar que as estações de recarga atuem não apenas como pontos de abastecimento veicular, mas também como infraestruturas de armazenamento de energia, viabilizando a aplicação da tecnologia V2G (Vehicle-to-Grid), entre outras funcionalidades.
No modelo desenvolvido em colaboração entre a Unicamp e o Instituto Eldorado, a infraestrutura de carregamento assume o papel de microrrede, sistemas elétricos de pequeno porte que operam de forma autônoma e independente da rede de distribuição convencional, uma abordagem disruptiva em relação às alternativas de mercado atualmente disponíveis. Esta microrrede pode ser acionada, por exemplo, em situações de falha ou interrupção do fornecimento elétrico, utilizando as estações de recarga para manter a alimentação local enquanto houver energia armazenada em baterias estacionárias disponíveis localmente.
O projeto tem financiamento federal do Programa MOVER, cujo objetivo é apoiar o desenvolvimento tecnológico, a descarbonização e o alinhamento a uma economia de baixo carbono no ecossistema produtivo e inovador de automóveis, de caminhões e de ônibus e conta com a parceria da Constanta, empresa que atua na avaliação do potencial de industrialização e comercialização do equipamento.
No contexto da emergência climática e dos eventos extremos, estas estações podem se converter em dispositivos de resiliência energética”, afirmou o professor da FEEC, José Antenor Pomilio, coordenador do projeto de pesquisa na Unicamp que divide a liderança do projeto com Joel Filipe Guerreiro, doutor e pós doutor em engenharia elétrica pela Unicamp e líder de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PDI) no Instituto Eldorado. A equipe é composta por pesquisadores de pós-doutorado, doutorado, mestrado e iniciação científica da Unicamp, além de desenvolvedores de hardware do Eldorado. Para Pomilio, enquanto a universidade opera predominantemente em escalas experimentais e formativas, instituições como o Eldorado oferecem laboratórios, capacidade técnica e experiência em validação tecnológica, o que permite avançar em direção a níveis mais elevados de maturidade tecnológica.
Este convênio compõe integra a análise da pesquisadora Marcela Paschoal, que está mapeando as redes de ciência, tecnologia e inovação (CT&I) voltadas à sustentabilidade que conectam a universidade a instituições de seu entorno. Segundo ela, a definição convencional de infraestrutura de abastecimento veicular é deslocada. “A tecnologia que vai emergir deste convênio potencializa novos arranjos que articulam mobilidade, armazenamento, conversão e gestão energética”, pontua.
Mais do que acompanhar o desenvolvimento de uma nova tecnologia, a pesquisa busca seguir os rastros das transformações que aproximam mobilidade, energia, entre outros eixos associados ao HIDS, com a sustentabilidade, observando como novas infraestruturas e formas de coordenação energética emergem diante dos desafios colocados pelas mudanças climáticas contemporâneas.
A mobilidade elétrica contemporânea depende de uma infraestrutura distribuída, na qual a estabilidade emerge de uma coordenação contínua entre múltiplos elementos heterogêneos. “É neste contexto que a estação de recarga surge não como um ponto isolado de fornecimento de energia elétrica, mas como um nó ativo em um emaranhado mais amplo, no qual veículos, baterias, painéis solares, rede elétrica, algoritmos de controle e modelos de gestão energética cooperam e se ajustam mutuamente”, complementa a pesquisadora.
Isso é confirmado pela ampliação do papel dos veículos elétricos. Eles deixam de atuar apenas como consumidores de energia e podem passar a desempenhar também um papel ativo na rede elétrica. Em determinadas situações, as baterias dos carros podem funcionar como pequenas unidades de armazenamento distribuído, contribuindo para a estabilidade e a flexibilidade do sistema energético. “O desafio é que diferentes veículos operam com padrões, tensões e sistemas de comunicação distintos, o que exige que a estação de recarga seja capaz de se adaptar continuamente a cada condição de operação”, explica Pomilio.
Este é justamente um dos focos do projeto, desenvolver um conversor eletrônico de potência bidirecional, responsável por transformar a corrente alternada da rede pública em corrente contínua para carregar a bateria do carro e vice-versa, quando o veículo entrega energia para o sistema. O conversor eletrônico de potência atua como um adaptador entre o lado de corrente alternada (na rede) e o de corrente contínua (baterias), viabilizando que o fluxo de energia entre diferentes infraestruturas aconteça com segurança e sem interrupções. Nesse sentido, os desafios tecnológicos da mobilidade elétrica vão muito além dos automóveis e, sua superação implica múltiplos arranjos que tornam possível a integração dos veículos às infraestruturas energéticas.
Transição energética – A parceria entre o Eldorado e a FEEC prevê ainda integrar a infraestrutura de abastecimento veicular elétrica ao sistema de geração de energia fotovoltaica. No âmbito do Programa Campus Sustentável, a Unicamp estuda e implementa microrredes. Neste projeto, os painéis fotovoltaicos e as baterias dos carros elétricos (gerenciados pelo carregador V2G) trabalham juntos: os painéis geram a energia e os carros atuam como dispositivos de armazenamento. No entanto, tanto os painéis solares quanto as baterias dos carros trabalham nativamente com Corrente Contínua (CC). Os estudos liderados por Pomilio e Guerreiro buscam criar arquiteturas eletrônicas mais eficientes, nas quais a energia gerada pelas placas solares possa abastecer o veículo diretamente ou passar pela rede de forma inteligente, reduzindo o desperdício de energia que ocorre nas conversões elétricas tradicionais.
O estímulo à eletrificação da mobilidade é um dos eixos da transição energética prevista no âmbito da Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) brasileira, documento que registra os compromissos climáticos de cada país perante o Acordo de Paris e detalha as metas de redução das emissões de gases do efeito estufa (GEE). Nesse contexto, o desenvolvimento de estações de recarga bidirecionais, integração com geração fotovoltaica e sistemas distribuídos de armazenamento, como proposto nos objetivos deste convênio, aproxima-se diretamente das estratégias delineadas pela política climática nacional.
Para Marcela, a bidirecionalidade da estação de recarga e sua articulação potencial com microrredes e geração fotovoltaica indicam a possibilidade de construção de arranjos mais eficientes e menos dependentes de infraestruturas centralizadas. “O convênio de pesquisa entre a Unicamp e o Instituto Eldorado pode ser compreendido como parte de um movimento mais amplo de reconfiguração das infraestruturas energéticas, alinhado às metas climáticas e às discussões sobre transição energética”, finaliza.
