Veículos elétricos (VEs) podem ajudar a reduzir despesas com combustível e diminuir as emissões em comparação com carros movidos a gasolina. No entanto, seu sucesso depende fortemente da disponibilidade de opções de carregamento convenientes. Para pessoas que vivem em complexos de apartamentos ou em bairros urbanos densos, o acesso a estações de carregamento é frequentemente limitado, o que continua a desacelerar a adoção mais ampla de VEs.
Transformando Postes de Luz em Estações de Carregamento
Para ajudar a fechar essa lacuna, pesquisadores da Penn State projetaram uma estrutura escalável para desenvolver e avaliar sistemas de carregamento baseados em postes de luz como uma solução acessível e equitativa. A equipe instalou 23 desses postes modificados em Kansas City, Missouri, para testar o conceito. Seus achados mostraram que os carregadores de postes de luz eram não apenas mais econômicos e eficientes em termos de tempo do que as estações de carregamento tradicionais, mas também produziam menos impactos ambientais e eram mais acessíveis para os motoristas.
O estudo foi publicado na Journal of Urban Planning and Development, uma publicação da American Society of Civil Engineers.
Uma Ideia Simples com Grande Potencial
“A motivação para este trabalho decorre do fato de que muitos residentes de apartamentos e habitações multifamiliares, especialmente em áreas urbanas e centrais, não têm acesso a carregadores dedicados para VE em casa, uma vez que não possuem o privilégio de ter uma garagem,” disse Xianbiao “XB” Hu, professor associado de engenharia civil e ambiental. “Felizmente, os postes de luz já estão alimentados e geralmente são de propriedade dos municípios, tornando-os relativamente fáceis de trabalhar. Seu posicionamento – muitas vezes próximo a estacionamentos na rua e em áreas de alto tráfego – os torna bem posicionados para atender tanto residentes locais quanto visitantes.”
Com financiamento do Departamento de Energia dos EUA, os pesquisadores se uniram a Kansas City, à organização sem fins lucrativos Metro Energy Center, a empresas de serviços públicos locais e ao Laboratório Nacional de Energia Renovável para adaptar postes de luz existentes para funcionarem como carregadores de VE. Eles então estabeleceram uma estrutura tripartida – focada na demanda, viabilidade e benefícios – para que outras comunidades pudessem usar no desenvolvimento de carregadores de VE em postes de luz.
“A escalabilidade foi uma parte fundamental do que torna essa estrutura importante,” disse Yang “Chris” Song, autor correspondente, que era estudante de doutorado na Penn State na época da pesquisa e agora é cientista de dados na ElectroTempo. “Criar algo que funciona não apenas em uma cidade específica, mas que possa ser adotado por muitas comunidades facilmente, é fundamental para aumentar o uso de VEs em todo o país.”
Para determinar a demanda, os pesquisadores analisaram fatores como uso do solo, densidade de estações, pontos de interesse nas proximidades e volume de tráfego e, em seguida, usaram os dados para treinar modelos de inteligência artificial para fazer previsões de demanda com base nesses fatores.
“Também levamos em conta a equidade, que aqui significa o engajamento proativo com a comunidade para garantir uma distribuição justa e inclusiva dos benefícios do carregamento em postes de luz em diferentes bairros,” disse Song.
<strong testando o Sistema no Mundo Real
Os pesquisadores utilizaram as análises de demanda e equidade para selecionar 23 postes de luz e instalar estações de carregamento de VE. Eles coletaram dados das estações durante um ano.
Comparado a portas de carregamento de VE tradicionais, descobriram que essas estações eram muito mais baratas para instalar, já que a infraestrutura já existia. Também descobriram que os carregadores de postes de luz ofereciam velocidades de carregamento significativamente mais rápidas, provavelmente porque conseguem energia de linhas elétricas municipais dedicadas e enfrentam menos competição de múltiplos veículos carregando simultaneamente, ao contrário de estações comerciais agrupadas, de acordo com Yuyan “Annie” Pan, uma pesquisadora pós-doutoral que trabalha com Hu. As estações de carregamento em postes de luz também beneficiaram o meio ambiente, uma vez que houve economia de gasolina e reduções de gases de efeito estufa ao usar locais onde os carros já estavam estacionados.
“Descobrimos que usar postes de luz para carregamento de VE oferece uma abordagem inovadora e equitativa para expandir a infraestrutura de carregamento e promover a eletrificação sustentável,” disse Pan.
Próximos Passos: Expandindo o Modelo
Para os próximos passos, os pesquisadores afirmaram que gostariam de aprimorar seus modelos para incorporar dados socioeconômicos mais detalhados e informações sobre o clima. A incorporação de fatores socioeconômicos ajudará a identificar comunidades com acesso ou potencial de adoção de VE limitado, garantindo uma implantação de infraestrutura mais equitativa. Os dados sobre o clima também são críticos, pois temperaturas extremas podem afetar o desempenho da bateria, a frequência de viagens e a demanda geral de energia.
Tianjia Yang, uma pesquisadora pós-doutoral, e Yuxin Ding, um candidato a doutorado, ambos do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, são co-autores do artigo.
O Departamento de Energia dos EUA apoiou este trabalho.