Pode demorar um pouco até vermos microônibus elétricos nas estradas da África do Sul, mas quando chegar a hora, o país poderá aproveitar nossos abundantes recursos de energia solar para alimentá-los.
Isso é de acordo com pesquisadores da Universidade de Stellenbosch (SU), que conduziram o primeiro estudo sobre os requisitos de energia de táxis microônibus elétricos em viagens dentro e entre vilas e cidades na África do Sul.
“Dada a abundância de luz solar na África do Sul, temos uma excelente chance de aproveitar essa fonte de energia renovável para alimentar veículos elétricos”, disse o pesquisador principal Prof Thinus Booysen, do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da SU. Ele conduziu o estudo com Chris Abraham, Arnold Rix e Innocent Ndibatya do mesmo departamento.
Os resultados do estudo foram publicados recentemente na revista Energy for Sustainable Development.
Os pesquisadores usaram dados de rastreamento GPS e um simulador de tráfego para avaliar os requisitos de demanda elétrica de táxis microônibus elétricos, a proporção dessa demanda que pode ser atendida por energia renovável, bem como as paradas informais e formais em que os táxis podem recarrega.
Eles também usaram os resultados de mobilidade – incluindo distância, tempo de viagem e tempo ocioso – em um simulador solar fotovoltaico (PV) para estabelecer o potencial de carregamento com energia solar fotovoltaica conectada à rede, sem armazenamento de bateria estacionária, nessas paradas.
Os pesquisadores também rastrearam táxis microônibus operando em rotas bidirecionais conectando Stellenbosch, Brackenfell e Somerset West no Cabo Ocidental.
Para simular a mobilidade dos táxis entre as três localidades e posteriormente estudar as suas necessidades energéticas, geraram os percursos que ligam as paragens identificadas. Um modelo de veículo elétrico foi então aplicado a essas rotas geradas para determinar o perfil médio de uso de energia de uma frota de nove táxis microônibus elétricos em vários pontos no tempo.
Quanta energia um táxi usa?
Os resultados dos pesquisadores mostram que a demanda média de energia dos táxis foi de 213 kWh por dia – equivalente ao uso diário de 10 residências de classe média – resultando em eficiência média de 0,93kWh por quilômetro.
Eles acrescentaram que os táxis paravam entre 7,7 e 10,6 horas por dia – com o tempo de parada entre os táxis usado como um substituto para as oportunidades de cobrança.
A energia fornecida por área de superfície de instalação fotovoltaica ou solar para compensar a carga de carga de um táxi durante a parada variou de 0,38 a 0,90 kWh/por metro quadrado por dia. Isso é energia suficiente durante um dia para ferver de duas a seis chaleiras de água para cada metro quadrado de PV.
“Descobrimos que o impacto diário máximo que um táxi teria na rede elétrica é de aproximadamente 500 kWh por dia – o suficiente para fornecer eletricidade a uma residência média por um mês”, disse Booysen.
“Durante 75% do tempo, o impacto seria inferior a 300 kWh por dia. Esse impacto pode ser reduzido com o uso da energia solar. A bateria real do táxi pode ser consideravelmente menor do que o uso diário de energia, já que o táxi pode ser carregado durante o dia em suas paradas mais longas.”
Como serão cobrados os táxis?
Booysen disse que seria necessário um carregador de cerca de 32 kW. Isso significa que a frota total de táxis microônibus da África do Sul usaria cerca de 10% da geração diária de energia nacional.
Isso pode não parecer muito, mas cobriria aproximadamente 70% das viagens diárias do país, ao mesmo tempo em que incentivaria o investimento em infraestrutura de energia renovável, disse ele.
“Dados os 285.000 táxis estimados na África do Sul, nossa análise indica que carregar todos os táxis microônibus da rede nacional exigirá 9,72% (61,27 GWh) da atual geração diária de energia nacional. O táxi médio seria capaz de utilizar diretamente entre 57% e 80% da capacidade instalada de geração fotovoltaica durante as paradas normais.”
De acordo com os pesquisadores, seria necessária uma instalação solar equivalente a meia quadra de tênis por táxi para garantir que as necessidades diárias de energia do táxi sejam atendidas pelo fornecimento de energia solar em pelo menos 50% do tempo. Eles dizem que painéis solares seriam instalados em pontos de táxi e áreas informais de parada.
Relativamente à procura de eletricidade, destacam-se os picos das 06h00 às 09h00, com um valor máximo de 32 kW. Diminuiu das 09h00 para as 13h00 quando os táxis estão parados.
“Isto demonstra o potencial de carregamento, principalmente com energia solar, devido a muita luz do sol ao meio-dia. Isso é seguido por um aumento gradual para um valor de pico de 30 kW entre 17:00 e 18:00”, disse Booysen.
Os pesquisadores acrescentam que a inatividade completa foi observada das 23h30 às 04h30. Isso sugere um potencial de carregamento substancial durante a noite – provavelmente da rede elétrica – e durante o meio do dia – preferencialmente da energia solar.
“Nossos resultados podem ser usados não apenas por cientistas, mas também por operadores de rede, planejadores de tráfego, proprietários de frotas e entidades privadas para obter os impactos financeiros, ambientais, elétricos e de mobilidade de implementações de veículos elétricos em escalas variadas.”
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