Um grupo de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda (TU Delft), propôs o uso da energia gerada por sistemas fotovoltaicos residenciais para subestações de tração e cargas residenciais próximas, em um esforço para limitar o “curtailment“, a redução da geração por restrições na rede de transmissão e distribuição.
De acordo com a fornecedora holandesa de energia e gás Liander, houve um aumento nos eventos de curtailment de sistemas residenciais, que saíram de 1.074 no primeiro semestre de 2022 para 3.476 no mesmo período deste ano, com Gelderland e Noord-Holland sendo as regiões mais afetadas. A empresa disse também que espera que os eventos de redução de geração aumentem ainda mais à medida que mais sistemas fotovoltaicos são instalados, especialmente com a eliminação gradual do sistema de medição líquida em 2025.
Os cientistas disseram que a integração de sistemas fotovoltaicos em redes de tração urbana, como bondes ou trólebus, representa uma série de desafios. Uma questão importante é representada pelo fato de que essas cargas são estocásticas e imprevisíveis devido ao movimento do veículo. Então, quando um veículo se desloca de uma subestação para outra, a carga desaparece abruptamente da primeira subestação.
“As redes de tração são redes particulares sem cargas de base e com picos de potência altos e imprevisíveis causados pela aceleração do veículo”, explicaram.
Em cargas residenciais, por outro lado, uma carga base está presente, embora não haja picos de carga durante os períodos de alta de geração de energia fotovoltaica.
“Portanto, há uma sinergia esperada no acoplamento de subestações de tração e cargas residenciais próximas para aumentar a correspondência geral entre carga e geração”, afirmaram os acadêmicos. “Além disso, os sistemas fotovoltaicos no telhado podem oferecer espaço físico de instalação de outra forma, o que de outra forma é pouco disponível em ambientes urbanos para as redes de transporte”.
Na configuração do sistema proposta, as subestações de tração e as residências próximas formam uma única entidade de carga através da rede CA de baixa tensão. Os sistemas fotovoltaicos residenciais de uma determinada área fornecem primeiro as cargas residenciais mais próximas e, em seguida, enviam energia excedente através da conexão de baixa tensão para as cargas de tração próximas.
Por meio de uma série de simulações, o grupo de pesquisa descobriu que o sistema tem um efeito positivo em subestações de baixo e alto tráfego ao compartilhar um sistema fotovoltaico com qualquer número de residências.
“Isso significa que um sistema compartilhado e multissetorial oferece menos necessidade de armazenamento, redução e troca de rede, bem como um benefício líquido na cobertura de carga direta por capacidade instalada”, disseram os pesquisadores. “Isso significa que o retorno do investimento em uma parcela de um sistema combinado traz mais cobertura de carga do que ter instalado um sistema fotovoltaico dedicado a uma parte interessada do tamanho dessa participação.”
Olhando para o futuro, os cientistas disseram que precisam identificar um método de dimensionamento ideal para o número de residências conectadas e o tamanho do sistema fotovoltaico em uma subestação de tração. Eles apresentaram suas descobertas em “A shared PV system for transportation and residential loads to reduce curtailment and the need for storage systems“, que foi publicado recentemente na Applied Energy.
Em 2019, a instituição de caridade britânica para as alterações climáticas 10:10 desenvolveu um demonstrador de matriz solar em parceria com a Community Energy South e o operador nacional de infraestruturas ferroviárias Network Rail. De acordo com seus desenvolvedores, uma usina solar pode, teoricamente, ser conectada a qualquer subestação de tração e abastecer de cinco a 10 km da pista em qualquer sentido.
Em março de 2022, o Banco de Desenvolvimento da África do Sul (DBSA) revelou um plano para implantar soluções de energia fotovoltaica para o Sistema Gautrain– um sistema ferroviário de 80 km em Gauteng ligando Joanesburgo, Pretória, Ekurhuleni e o Aeroporto Internacional O.R. Tambo.
Em notícias relacionadas ao trem solar, a Ferrovia Suíça do Sudeste AG (SOB) encomendou um estudo de viabilidade à suíça CMT AG há alguns anos, com o objetivo de reduzir suas necessidades de energia e custos operacionais. Ele descobriu que a energia solar fotovoltaica é “bem adequada” para instalação nos telhados de estações de trem, corredores e paredes à prova de som ao longo das linhas ferroviárias.
Outro estudo recente por ONG indiana Tendências Climáticas e a startup de tecnologia verde britânica Riding Sunbeams sugeriram que a energia solar autogerada seria uma maneira ideal de ajudar Ferrovias indianas conheça sua Meta de zero líquido para 2030, dada a rápida redução das emissões de carbono e as vantagens de custo que ela ofereceria.
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