¿Cómo resolver el desafío de cargar un automóvil eléctrico?

Un estudio de 15 meses sobre el comportamiento de la carga de automóviles eléctricos en Alemania concluyó que los consumidores pueden ser persuadidos para que acepten una recarga lenta y durante la noche que podría ayudar a evitar caídas de tensión debido a aumentos repentinos en la demanda de electricidad o actualizaciones costosas de las redes eléctricas.

La posibilidad de que millones de vehículos eléctricos salgan a las carreteras a medida que los gobiernos prohíben gradualmente los nuevos automóviles diesel y de gasolina se considera un gran desafío para las compañías eléctricas , especialmente en Alemania, que está cambiando de fuentes nucleares y de carbón a fuentes de energía menos predecibles como la eólica y la solar.

Sin embargo, el pequeño estudio en el rico suburbio de Stuttgart de Ostfildern-Ruit ha ayudado a aliviar las preocupaciones de algunos operadores de la red de que demasiados vehículos eléctricos (EV) que se cargan en las horas pico podrían causar fallas en la red.

Los ingenieros de Netze BW, el operador de la red local detrás del juicio, descubrieron que todos los hogares involucrados dejaron sus autos eléctricos enchufados durante la noche y solo la mitad se cargaron simultáneamente.

"Dado que la experiencia con el proyecto, hemos llegado a ser mucho más relajado. Podemos imaginar que, en el futuro, la mitad de los habitantes de los vehículos eléctricos tal calle propios", dijo el ingeniero Netze BW Selma Lossau, director del proyecto para el estudio.

Aún así, con rangos de batería EV limitados por ahora, la carga lenta y nocturna no resuelve el problema de cómo persuadir a los conductores para que abandonen los autos de gasolina por completo.

Sin una red de estaciones de carga rápida que ofrezca reabastecimiento de combustible rápido, los conductores pueden ser cautelosos al usar vehículos eléctricos para viajes largos, razón por la cual algunos fabricantes de automóviles quieren muchas estaciones de carga rápida para alentar la adopción generalizada de autos eléctricos.

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'CAMBIÓ MI PERSPECTIVA'

La carga más lenta o retrasada ya ha ganado popularidad en Noruega, el principal mercado de vehículos eléctricos de Europa, donde casi el 50% de las ventas de automóviles nuevos son vehículos de cero emisiones.

Un estudio realizado por el regulador de energía NVE mostró que Noruega enfrenta una factura de 11 mil millones de coronas ($ 1,2 mil millones) en los próximos 20 años para redes, subestaciones y transformadores de alto voltaje de baja y alta tensión, a menos que pueda persuadir a los propietarios de automóviles a cobrar. fuera de las horas pico de la tarde.

El costo de inversión para el país de 5,3 millones de personas podría caer a poco más de 4 mil millones de coronas si los autos se cargan por la noche, y puede caer cerca de cero si las baterías solo se enchufan por la noche, dijo NVE.

NVE ahora está trabajando en una propuesta de tarifa que penalizará el cobro de horas pico. Tibber, una compañía eléctrica noruega, ya ofrece electricidad más barata para la carga de EV si deja que decida cuándo se carga su automóvil, mientras que empresas como ZAPTEC ofrecen formas de ajustar la carga a la capacidad de red disponible.

Algunos de los 10 hogares que participaron en el juicio de Stuttgart dijeron que inicialmente querían seguir llenando sus autos por miedo a quedarse sin jugo, pero pronto se adaptaron a dejar que la compañía eléctrica lo manejara como lo creía conveniente durante la noche.

"Al principio, no quería correr ningún riesgo y cobraba con frecuencia para sentirme seguro. Con el tiempo, cambié mi perspectiva", dijo Norbert Simianer, un maestro retirado que conducía un Renault Zoe durante el juicio. "Me acostumbré al auto y me sentí más cómodo manejando el proceso de carga".

Simianer y sus vecinos recibieron coches eléctricos y cajas de pared de 22 kilovatios (kW) para sus garajes, junto con dos puntos de carga en la calle, todo de forma gratuita.

A cambio, abandonaron sus autos normales y permitieron a Netze BW, que es una subsidiaria de la empresa de servicios públicos alemana EnBW, monitorear y llevar a cabo un proceso de carga diferido y reducido durante un período de siete horas y media durante la noche.

Netze BW probó varias opciones, ya sea colocando los automóviles en el flujo de carga máximo de 22 kW uno tras otro, o alargando el tiempo de carga para automóviles individuales ajustando el flujo de potencia o combinando ambos métodos, dijo Lossau.

Los participantes, que usaban aplicaciones para verificar el estado de las baterías de sus automóviles, se acostumbraron a la falta de capacidad de carga instantánea porque sus vehículos siempre podían manejar sus desplazamientos diarios de hasta 50 km (31 millas).

EnBW dijo que nueve de los 10 hogares en el juicio en la Belchenstrasse de Ostfildern-Ruit habían optado por mantener las cajas de pared y la mayoría estaban explorando el arrendamiento de automóviles eléctricos.

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CALLE DE DOBLE SENTIDO

Lossau dijo que monitorear 10 hogares no proporcionó en sí mismo la "masa empírica para sacar conclusiones sobre el perfil de carga de toda Alemania".

También dijo que se necesitaría una mejor comunicación bidireccional entre los vehículos eléctricos, la red y los consumidores para que el sistema funcione de manera eficiente a gran escala.

"Tendrá que haber más intercambio de información entre los autos electrónicos y la red para actualizar el estado de carga en tiempo real porque de lo contrario, puede haber una impresión equivocada sobre la velocidad de carga", dijo.

Sin embargo, las compañías de servicios públicos que desarrollan los llamados servicios de vehículo a red (V2G) están luchando para convencer a algunos fabricantes de automóviles de que utilicen tecnología que permita flujos bidireccionales de información y energía entre baterías y redes.

Los fabricantes de automóviles como Volkswagen, Daimler y Ford, por ejemplo, están priorizando la carga rápida unidireccional en lugar de superar la resistencia del consumidor a los vehículos eléctricos.

El Nissan de Japón ha liderado el camino entre los fabricantes de automóviles que exploran el V2G, aunque el BMW de Alemania ahora también ha decidido desarrollarlo, diciendo que la cooperación entre automóviles y redes será clave para preparar la movilidad electrónica para los mercados masivos.

"Se trata de asegurarse de que haya suficiente suministro para los autos eléctricos y que las luces no se apaguen en otros lugares", dijo un portavoz de BMW. "Los autos no solo se cargan cuando es mejor para el mercado, sino que también pueden suministrar energía a la red para ayudar a igualar los picos de demanda".

"Sin embargo, debe haber más progreso en los intercambios de datos. Todavía no es el estándar", dijo.

Sin embargo, el juicio Ostfildern-Ruit ha aumentado las esperanzas de que las redes eléctricas puedan hacer frente a una afluencia de automóviles eléctricos, especialmente si los consumidores juegan a la pelota.

Incluso si los conductores se resisten a la carga durante la noche, los proveedores de software y equipos para alimentar las redes, como el Siemens de Alemania, también están buscando formas más seguras y más eficientes de administrar cómo y cuándo se usa la energía para cargar automóviles.

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MÁS DATOS POR FAVOR

La ciudad alemana de Hamburgo, por ejemplo, inició un proyecto piloto de tres años este mes con Siemens para identificar de manera preventiva las sobrecargas en transformadores y cables, y administrar los puntos de carga EV en consecuencia.

"Los procesos de carga ofrecen tanta flexibilidad que la sobrecarga en las redes se puede reducir aplazando los tiempos de carga o reduciendo la carga que se suministra", dijo Thomas Werner, experto de Siemens Digital Grid.

"Esto sucede a través de la digitalización de hardware y software y con tecnología de comunicación", dijo.

El uso de software para ayudar a proteger las viejas redes de energía de sobretensiones predecibles también podría evitar costosas actualizaciones de hardware a partes de los 1,7 millones de kilómetros de redes de distribución en Alemania.

Con pocos de 100,000 autos solo eléctricos en Alemania en este momento, hay poca amenaza de apagones por sobre demanda. Pero el Ministerio de Transporte en Berlín prevé hasta 10 millones de automóviles eléctricos en las carreteras para 2030.

El número de puntos de recarga en todo el país también es solo de 21,000. Eso es un 50% más que el año pasado, pero todavía apenas una fracción de las necesidades futuras.

El siguiente paso para Netze BW es una prueba más complicada.

Administrar la energía de 10 hogares con autos eléctricos en una calle suburbana de 22 hogares es una cosa, ahora la compañía eléctrica está lanzando un estudio sobre el comportamiento de carga de automóviles en un bloque de apartamentos con 80 pisos, donde es probable que haya disputas por el acceso.

También está estudiando un estudio en áreas rurales, donde los cables más largos requerían desafíos actuales para mantener voltajes estables para la carga.

Pero eso sigue siendo solo una parte de la historia. Lossau dijo que las compañías eléctricas tendrían que trabajar más estrechamente con los fabricantes de automóviles para llenar los vacíos de conocimiento e intercambiar información.

"Solo puede funcionar si obtenemos más datos el uno del otro".