Avaliação de estratégias grid zero em sistemas fotovoltaicos conectados à rede com baterias de segunda vida de veículos elétricos

Abstract

Resumo: O presente trabalho investiga a convergência entre a crescente problemática do fim da vida útil das baterias de veículos elétricos (VEs) e a necessidade urgente de soluções de armazenamento para mitigar a intermitência da geração solar fotovoltaica (FV). O conceito de Baterias de Segunda Vida (B2V), que retêm entre 70% e 80% de sua capacidade inicial, emerge como uma alternativa estratégica e promissora, alinhada aos princípios da economia circular, para aplicações estacionárias. O objetivo geral da pesquisa é analisar a viabilidade técnica da aplicação dessas B2V em um arranjo FV híbrido on-grid ou em uma microrrede, focado principalmente no modo de injeção nula (zero export), que se consolidou como uma resposta às incertezas e transformações regulatórias na geração distribuída. A metodologia empregada consistiu na simulação computacional dinâmica em alta resolução, utilizando o software PSIM® para modelar o inversor híbrido e o banco de B2V, este último configurado com 80% de capacidade residual e restrições de ciclo para prolongar sua vida útil. O estudo avalia e compara o desempenho do sistema sob as estratégias de controle Grid-Zero (Zero Export), Peak Shaving (Redução de Picos) e Time-of-Use (ToU) (Controle Tarifário), analisando o impacto dessas abordagens na autossuficiência e análise técnica das modalidades de controle. A avaliação do desempenho destas estratégias visa contribuir para a compreensão da eficácia das B2V como um pilar da transição energética global

Abstract: This present work investigates the convergence between the growing problematic of end-of-life electric vehicle (EV) batteries and the urgent need for storage solutions to mitigate the intermittency of solar photovoltaic (PV) generation. The concept of Second-Life Batteries (B2V), which retain between 70% and 80% of their initial capacity, emerges as a strategic and promising alternative, aligned with circular economy principles, for stationary applications. The general objective of this research is to analyze the technical feasibility of applying these B2Vs in an on-grid hybrid PV arrangement or a microgrid, focusing primarily on the zero-export mode, which has consolidated as a response to regulatory uncertainties and transformations in distributed generation. The methodology employed consisted of high-resolution dynamic computational simulation using PSIM® software to model the hybrid inverter and the B2V bank, the latter configured with 80% residual capacity and cycling constraints to prolong its useful life. The study evaluates and compares the system's performance under the Grid-Zero (Zero Export), Peak Shaving, and Time-of-Use (ToU) control strategies, analyzing the impact of these approaches on self-sufficiency and the technical analysis of the control modalities. The performance assessment of these strategies aims to contribute to the understanding of the effectiveness of B2Vs as a pillar of the global energy transition