segunda-feira, 2 de maio de 2011

Energia sobre quatro rodas: um pouco sobre o carro elétrico.

Prysmian Club: "Eficientes e ecológicos, veículos elétricos são uma alternativa viável para reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa nas grandes cidades

A crescente preocupação mundial com as mudanças climáticas, a necessidade de reduzir as emissões de poluentes na atmosfera e o fato de o petróleo ser uma fonte de energia não renovável levou as principais potências mundiais – como Estados Unidos, França e Japão – a buscar alternativas ecologicamente sustentáveis para reduzir a demanda por combustíveis fósseis.

Entre as tecnologias desenvolvidas, o veículo elétrico demonstrou grande potencial de adaptação ao mercado. Estimativas da fabricante automotiva Renault-Nissan indicam que, em 2020, 10% dos veículos novos vendidos no mundo serão movidos a bateria. Outra pesquisa, esta realizada pela consultoria inglesa EDTechEx, estima que, em 2025, um terço dos carros fabricados no mundo serão movidos a eletricidade.

Confira a seguir alguns tipo de veículos elétricos existentes no mundo e conheça dois projetos nacionais que pretendem estimular o desenvolvimento de automóveis elétricos no Brasil. Saiba mais detalhes sobre o funcionamento de um veículo movido a energia elétrica e descubra que mudanças estruturais são necessárias para que as cidades possam recebê-los.

Potência elétrica sobre rodas

Considerado o mais ecológico entre os veículos movidos a energia elétrica, o modelo plug-in é 100% elétrico, ou seja, é movido exclusivamente por energia elétrica, armazenada em baterias recarregáveis. Por isso, este modelo não emite gases poluentes causadores do efeito estufa. De acordo com Ennio Peres da Silva, professor e coordenador do Laboratório de Hidrogênio da Universidade de Campinas (Unicamp), esta tecnologia apresenta eficiência superior à dos automóveis movidos a combustível fóssil ou a etanol, pois enquanto um motor de combustão interna tem aproveitamento de aproximadamente 25%, os motores elétricos apresentam entre 70% e 80% de eficiência.

No entanto, o professor da Unicamp aponta que a tecnologia plug-in ainda apresenta deficiências quanto ao tempo de recarga, autonomia e preço. Para reabastecer estes veículos em uma rede elétrica residencial de 220 volts são necessárias 8 horas em média e, geralmente, as baterias possuem autonomia inferior a 200 quilômetros.

Outro modelo de automóvel elétrico disponível no mercado é o híbrido, que utiliza alternadamente eletricidade e combustíveis fósseis ou hidrogênio para movimentar o veículo. Neste caso, segundo Silva, o carregamento das baterias pode ser realizado tanto pela energia cinética gerada pelo giro das rodas durante as frenagens quanto por um gerador elétrico a combustível integrado ao veículo. O híbrido em paralelo é mais um tipo de veículo elétrico. Ele dispõe de um motor a combustível e outro a eletricidade, que podem ou não ser acionados simultaneamente.

Enquanto um motor de combustão interna tem aproveitamento de aproximadamente 25%, os motores elétricos apresentam entre 70% e 80% de eficiência

Para o professor da Unicamp, como a tecnologia presente nos automóveis híbridos provoca a emissão de gases poluentes na atmosfera – mesmo que em quantidade inferior à dos carros convencionais –, os veículos híbridos são considerados modelos de transição.

'Algumas montadoras desenvolvem ainda modelos híbridos plug-in. Estes veículos apresentam um motor a combustão e outro a eletricidade', explica Silva. 'As baterias destes carros podem ser recarregadas pela rede elétrica ou por meio da energia gerada durante a utilização do motor de combustão interna', completa.

Projetos nacionais

Em busca de uma alternativa à utilização de energia elétrica para alimentar os veículos, o Laboratório de Hidrogênio da Unicamp trabalha desde 1992 no desenvolvimento do veículo elétrico híbrido movido a hidrogênio, o VEGA II.

Ennio Peres da Silva, coordenador do laboratório, ressalta que os estudos não estão focados na fabricação do veículo, mas sim nas tecnologias para a geração de hidrogênio por meio de fontes renováveis, como o etanol e a eletrólise da água. 'O objetivo de toda a equipe do laboratório é permitir que a produção de hidrogênio seja viável no Brasil', explica Silva.

Iniciado em 2006, o Projeto Veículo Elétrico (VE) é outra experiência pioneira no desenvolvimento de carros elétricos no Brasil. A pesquisa e o desenvolvimento de veículos plug-in estão sendo realizados pela companhia hidrelétrica Itaipu Binacional em parceria com a montadora Fiat, empresas de tecnologia, concessionárias de energia elétrica e instituições de pesquisa do Brasil, Paraguai e Suíça

A versão plug-in do automóvel Palio Weekend – que foi homologada pelo Departamento Nacional de Trânsito – já pode ser emplacada em qualquer cidade brasileira e está sendo comercializada para parceiros da Itaipu Binacional, como a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL Energia).
Modelo elétrico do Palio Weekend foi adquirido por algumas empresas parceiras da Itaipu Binacional, como a CPFL Energia. Na foto, galpão em que os veículos elétricos são montados

De acordo com Celso Novais, engenheiro e coordenador do Projeto VE no Brasil, a Itaipu Binacional e seus parceiros têm como principal objetivo agir como catalisadores no desenvolvimento de veículos elétricos, tornando estes produtos economicamente viáveis para o mercado nacional. (Veja no último Box desta página, mais informações sobre o Projeto VE).

Por dentro do veículo elétrico

Para explicar o funcionamento de um automóvel elétrico, Novais revela os detalhes do funcionamento da versão plug-in do Palio Weekend : 'No local onde estaria localizado o bocal do tanque de combustível, temos o conector para o cabo de alimentação, responsável por transmitir a energia elétrica da rede ao veículo'. Por meio deste conector, o carro pode ser carregado em uma rede elétrica de 127 a 220 volts, com 50 a 60 hertz de frequência.

Em seguida, o carregador converte a energia da rede elétrica (corrente alternada) para corrente contínua e o controlador de carga da bateria gerencia a quantidade de energia necessária para o reabastecimento. O Palio Weekend elétrico utiliza uma bateria denominada ZEBRA, desenvolvida com materiais recicláveis e livres de elementos tóxicos. Localizado na parte traseira do veículo, este item dispõe de 19,2 quilowattshora de energia e pesa 165 quilos.

'Na sequência, a bateria do veículo envia energia em corrente contínua para um módulo inversor de frequência, que a converte novamente para corrente alternada. Esta corrente permite o acionamento do motor elétrico de indução trifásica', detalha Novais.

Composto basicamente pelo estator (parte fixa) e pelo rotor (parte móvel), o motor elétrico de indução trifásica é envolvido por uma serpentina por onde a água circula em circuito fechado para refrigerar o motor e o inversor. Este tipo de motor elétrico possui potência de 15 kW (21,8 cavalos) e torque equivalente ao de um veículo 1.0 a gasolina.

Outra característica única dos carros elétricos é que, ao contrário dos motores que funcionam a combustão, os sistemas elétricos não emitem ruídos: o único barulho identificável é o que provém do contato entre pneu e asfalto – que quase não é perceptível. Preocupadas com a segurança de pedestres, algumas montadoras estão estudando a utilização de simuladores de som, que reproduzem os ruídos emitidos pelo motor de veículos convencionais como um sinal de alerta. No caso do veículo elétrico desenvolvido pela Itaipu Binacional, é utilizado o som de buzina alternada e com nível de volume baixo quando a marcha ré é acionada, o que aumenta a segurança contra atropelamentos.

Adaptações necessárias

Para que as cidades possam receber os veículos elétricos, serão necessárias algumas mudanças estruturais. Segundo o coordenador da Unicamp, é fundamental que as residências disponham de uma instalação elétrica mais robusta, além de disjuntores especiais para suportar a alta carga energética durante o abastecimento dos veículos.

'Para reduzir o tempo de recarga das baterias para um período de quatro a seis horas, as residências deverão contar com um aparelho que produz 380 V e correntes de 70 ampéres', detalha Ennio.

Outra possibilidade desenvolvida pelo Projeto VE da Itaipu Binacional é a criação dos chamados Eletropostos. De acordo com Celso Novais, estas estações de abastecimento poderiam trabalhar com tensões mais altas, possibilitando a recarga da bateria em alguns minutos.

Sobre a viabilidade de utilização de veículos elétricos no Brasil, o professor Ennio explica que, devido ao aumento significativo das pesquisas com biodiesel e etanol no Brasil, a implantação de veículos elétricos não será uma prioridade no País, como já acontece nos Estados Unidos e na Europa – países que necessitam reduzir os níveis de emissão de CO2 de forma significativa e já adotam a utilização dos carros elétricos há cerca de 12 anos. 'Acredito que por volta de 2020 teremos uma quantidade considerável de veículos elétricos circulando pelos grandes centros brasileiros', finaliza.

Soluções Prysmian para o setor automotivo

Como uma das principais fabricantes mundiais de cabos para o mercado automotivo, a Prysmian dispõe de soluções tanto para as instalações industriais das montadoras, quanto para o sistema elétrico dos veículos. Para atender este mercado com excelência, o Grupo Prysmian produz cabos e acessórios específicos para esse setor em quatro de suas fábricas – no Brasil, na Turquia, na França e na Tunísia.

Com a crescente procura por automóveis elétricos em muitos países, e a futura comercialização destes veículos no mercado brasileiro, a Prysmian continuará desenvolvendo novas soluções e tecnologias para contribuir para o desenvolvimento desse mercado.

Modelo 100% elétrico já roda nos EUA


100% elétrico e com valor mais acessível, o Nissan Leaf pode ser considerado um dos carros mais importantes para a indústria automobilística atualmente. Nos Estados Unidos, este modelo será importado do Japão com o preço sugerido de U$ 25.280 (aproximadamente R$ 45.500). Mas, de acordo com informações do jornal O Estado de S. Paulo, os clientes não pagarão o valor integral, pois o governo dos EUA concede U$ 7.500 (cerca de R$ 12.500) de incentivo para quem compra modelos elétricos e híbridos.

Com velocidade máxima de 145 km por hora, este modelo elétrico apresenta autonomia de 160 km e três possibilidades de recarregar a bateria. Em uma tomada comum de 110 V, são necessárias 21 horas para chegar à carga máxima. Com um sistema doméstico (que custa U$ 2 mil), bastam oito horas. A terceira maneira são os plugues públicos de carga rápida, nos quais em meia hora é possível alcançar 80% da recarga. Veja abaixo os detalhes técnicos deste modelo elétrico:

Nissan Leaf
• Preço (nos Estados Unidos): U$ 25.280
• Motor: Elétrico, 80 kW
• Autonomia:160 km
• Velocidade máxima: 145 km/h
• Comprimento: 4,44 metros
• Largura: 1,77 metro
• Altura: 1,54 metro
• Peso: 1.530 kg

CPFL dispõe de oito veículos elétricos em sua frota

Em 2006, a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL Energia) – distribuidora de energia sediada em Campinas (SP) – iniciou um projeto para a utilização de veículos elétricos com o objetivo de testar alguns modelos e incentivar o uso destes veículos no Brasil. Atualmente, a distribuidora dispõe de oito veículos: 4 ARIS, 3 TH!NK City e 1 Palio Weekend, este último em parceria com a Itaipu Binacional. Confira alguns detalhes sobre os modelos ARIS e TH!NK City:

♦ ARIS: Montado pela EDRA Automotores, esta parceria teve início há dois anos e os Correios foram a empresa escolhida para realizar os testes, por ser um potencial cliente, já que apresenta alta demanda por este tipo de solução.

Informações técnicas:
• Autonomia: 100 km por recarga
• Velocidade máxima: 80 km/h
• Recarga: 5 horas, em tomada comum
• Capacidade de carga: 350 kg
• Peso: 600 kg
• Valor do quilômetro rodado: R$ 0,06

♦ TH!NK City: Em maio de 2010, a CPFL Energia firmou parceria com a TH!NK Global – montadora norueguesa de carros elétricos – para trazer ao Brasil três unidades deste modelo de passeio.

Informações técnicas:
• Autonomia: 160 km por recarga
• Velocidade máxima: 110 km/h
• Recarga: 8 horas, em tomada comum
• Possui air bag e freios ABS
• Emite de 14 a 20g de CO2 na recarga, 10 vezes menos que os carros movidos a combustíveis tradicionais

Projeto Veículo Elétrico – Itaipu Binacional


Desde 2006, a Itaipu Binacional desenvolve com empresas parceiras o Projeto Veículo Elétrico (VE). No entanto, este projeto não se limita apenas à criação de automóveis elétricos. Ele também desenvolve tecnologias para todos os componentes que integram o veículo, bem como a infraestrutura necessária para utilizá-lo no dia a dia e sua interface com sistemas elétricos e fontes renováveis de energia.

Outras inovações deste projeto foram a criação de um caminhão e um miniônibus movido a energia elétrica. Ao lado da montadora Iveco, o projeto desenvolveu, em 2009, um caminhão elétrico para transporte de pequenas cargas. Este veículo de cabine dupla dispõe de espaço para sete passageiros e apresenta capacidade para transportar até 2,5 toneladas de carga.

Para o transporte coletivo de passageiros, a Itaipu Binacional iniciou em 2010 o desenvolvimento de um miniônibus 100% elétrico. A empresa trabalha ainda na fabricação do primeiro ônibus elétrico híbrido a etanol. De acordo com Celso Novais, engenheiro e coordenador do Projeto VE no Brasil, este modelo foi projetado para atender algumas necessidades da hidrelétrica de Itaipu, mas também pode ser utilizado no transporte público futuramente.

As fases do projeto

Antes do início do Projeto VE, não havia nenhum automóvel a bateria disponível no mercado nacional. Desta forma, os primeiros veículos elétricos da Itaipu Binacional foram construídos em grande parte com componentes importados.

Primeiramente, o projeto investiu no treinamento de profissionais para a montagem e produção de veículos elétricos. Em seguida, a Itaipu Binacional passou a trabalhar no aperfeiçoamento dos diversos itens que compõem o veículo – motor, caixa de redução, inversor, bateria.

Nos próximos anos, o Projeto VE pretende substituir os componentes importados dos veículos elétricos por alternativas nacionais. Uma segunda estratégia é estimular as empresas estrangeiras que fabricam estes produtos a trazerem suas instalações para o Brasil. Com essas medidas, será possível tornar os preços dos automóveis elétricos mais competitivos no mercado nacional.

Troca de baterias

Para reduzir o tempo de reabastecimento das baterias – tarefa que leva em torno de 8 horas em uma rede elétrica residencial –, o Projeto VE trabalha ainda com a possibilidade de realizar trocas rápidas de bateria nos postos de venda energética. Para isso, foi desenvolvido um protótipo denominado engate rápido.


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