La demanda de vehículo eléctrico (VE) está en constante crecimiento, y las previsiones estiman un incremento exponencial en los próximos años. Actualmente, esto se ve frenado debido a la falta de puntos de carga y a los costes e infraestructura necesarios para contar con un punto de carga doméstico.
El autoconsumo y la movilidad eléctrica son clave para lograr una gran reducción en los costes energéticos y los objetivos climáticos planteados, al permitir al consumidor gestionar el intercambio, la producción y el almacenamiento de energías limpias.
Al hablar de estos temas, no podemos dejar de mencionar un innovador sistema que busca perdurar en el tiempo a través de la bidireccionalidad de energía. El Proyecto EVA de Ampere Energy promete resolver la presente limitación en la electromovilidad.
Bidireccionalidad de energía 101
En pocas palabras, se puede decir que la bidireccionalidad de energía o carga inversa es una característica que poseen las fuentes bidireccionales, permitiéndoles proveer energía (como una fuente de alimentación convencional) y además puede funcionar como una carga recibiendo un voltaje y una corriente similar a la que es capaz de suministrar.
Usos y aplicaciones
Hay una gran cantidad de aplicaciones para las fuentes bidireccionales como la creación de baterías con ciclos definidos de carga y descarga o el almacenamiento de energía eléctrica de alta potencia, por ejemplo.
En esta última, la carga bidireccional resulta especialmente interesante para crear instalaciones de autoconsumo domésticas con un cargador de vehículo eléctrico que optimice el actual proceso de carga. Para que este sistema funcione se necesitan tres elementos fundamentales:
- Un auto eléctrico de gran batería
- Un cargador de vehículo de flujo bidireccional
- Una fuente de energía directa
Los cargadores bidireccionales, también conocidos como V2H (vehicle to home) no solamente permitirían que los autos puedan cargarse, sino que estos también tengan la capacidad de convertirse en un almacenador de energía. Posteriormente, esta puede utilizarse para abastecer el consumo eléctrico de toda una vivienda durante al menos una semana.
Esto sin duda es un gran beneficio para su propietario, ya que este procedimiento podría utilizarse en casos de emergencias o falla en el suministro de la red principal, y también como generador para ahorrar costes (se carga la batería durante la noche cuando la electricidad es más económica y se utiliza durante el día) logrando una completa independencia energética.
Carga inteligente, carga bidireccional y carga rápida
Aclaremos resumidamente las grandes diferencias entre estos tres términos dentro del ámbito de los vehículos eléctricos, y cuya combinación ha inspirado las grandes ideas que se expondrán en breve.
Primero, la carga inteligente permite a los usuarios y operarios de la red eléctrica gestionar los puntos de carga a fin de optimizar el consumo total de energía y sus costes. Un ejemplo sería programar que la carga se inicie en horario nocturno, a fin de aprovechar el bajo costo de las tarifas.
Por otra parte, la carga bidireccional permite que la energía corra hacia y desde el coche eléctrico a través de un cargador bidireccional denominado V2G. De esta forma, la batería del coche podrá consumir energía o retroalimentar a la red.
Finalmente, la carga rápida incrementa la cantidad de energía que corre hacia la batería del VE, permitiendo que se cargue con mayor rapidez. Estaciones de este tipo permiten cargar para vehículos con una máxima potencia de entre 7 y 22 kW, necesitando entre una y seis horas para una carga completa.
Primeros pasos en la implementación de bidireccionalidad de energía a nivel global
Varios países se encuentran trabajando en la aplicación de este tipo de sistema de autoconsumo:
Chile
Es el primer país latinoamericano pionero en esta área. A través de la agencia de sostenibilidad energética (ASE), Chile busca implementar en sus dependencias una solución tecnológica nombrada por ellos mismos “vehicule to grid” (del vehículo a la red).
La intención no es solo trabajar con el flujo bidireccional de carga, sino que a su vez se contempla la utilización de paneles fotovoltaicos en los hogares para cargar el vehículo eléctrico y para el consumo energético residencial y no tener que depender del sistema eléctrico convencional.
Alemania
La multinacional alemana AUDI junto al Grupo Hager también se encuentran desarrollando un sistema de carga bidireccional que pueda utilizarse en todos sus automóviles eléctricos
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Sus objetivos principales son:
- Cargar la batería del vehículo eléctrico en casa.
- Usar el coche eléctrico como medio descentralizado de almacenamiento temporal para la energía verde generada en casa, suministrándola de vuelta a la misma mientras el sol no brille.
- Dar vida al gran parque automotor eléctrico de Alemania con el fin de transformar a cada vehículo en dispositivos de almacenamiento de energía sobre cuatro ruedas.
Estados Unidos
Uno de los proyectos más eficaces es llevado a cabo por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) en USA. Aquí fue creado un concepto denominado AMIE (Fabricación Activa de Energía Integrada), cuya funcionalidad se basa en cómo un coche puede alimentar un hogar y viceversa de manera rápida a través del uso de baterías y una almohadilla de carga inalámbrica.
El sistema funciona a través de un flujo bidireccional de energía. Es decir, si la casa lo necesita, automáticamente la energía fluye del vehículo hacia ella de manera inalámbrica, si es al contrario la casa provee de carga al auto a través de su batería de flujo bidireccional. La vivienda a su vez está equipada con paneles solares en el techo, que absorben la energía, ayudándola a obtener la sostenibilidad de las dos maneras.
Tanto el vehículo utilizado para este proyecto como la casa están fabricados de ABS reforzado y un material compuesto de fibra carbono, y de más de 11000kg de partes impresas en 3D para darles la resistencia estructural que necesitan.
España
Un proyecto que sin duda busca destacar en el ámbito de lo sostenible es el proyecto EVA, iniciativa promovida por la empresa multinacional española Ampere Energy, La Agencia Valenciana de la Innovación (AVI) y el Instituto Tecnológico para la Energía (ITE).
Proyecto Eva: inicios y objetivos
Este proyecto, busca ser el pionero en cuanto a soluciones en el campo de la electromovilidad, aportando soluciones a uno de los mayores retos que afrontan los vehículos eléctricos (VE): la carga de la batería y su autonomía.
La intención es que cuando se expanda el uso de coches eléctricos, los usuarios tengan la posibilidad de cargar desde casa la batería de su vehículo, y en puntos de carga situados en establecimientos públicos y privados mediante esta tecnología.
Objetivos
Actualmente, la carga de un coche eléctrico se realiza por corriente alterna, por lo que es necesario contar con un transformador en el interior del VE. Para ello, se emplean dispositivos de gran tamaño, ultra pesados y muy costosos, lo que da a lugar a que exista un mayor tiempo de carga.
El proyecto EVA busca resolver esta limitación al integrar un convertidor de corriente al propio cargador doméstico, a su vez otorgándole bidireccionalidad al flujo de energía. Este tipo de carga le permitirá al vehículo convertirse en una gran fuente de almacenamiento de energía de 4 ruedas que servirá para servir al consumo eléctrico doméstico y viceversa.
Trabajo en equipo para el autoconsumo energético
Ampere Energy se encargaría del diseño del cargador, pero también de desarrollar un software capaz de monitorear y gestionar el nuevo sistema de carga bidireccional. Además, los técnicos del ITE están desarrollando un algoritmo capaz de incorporar los cargadores y todos los vehículos eléctricos en un sistema de gestión integral.
El nuevo cargador será totalmente compatible con las nuevas tecnológicas que sean desarrolladas por los principales fabricantes del sector automotor.
Desarrollar estrategias y proyectos que fomenten la eficiencia energética, así como satisfacer la activa demanda de autoconsumo son necesidades primordiales tanto ahora como a largo plazo.
La carga bidireccional es una tecnología pormetedora sobre la cual basar estas novedosas instalaciones de autoconsumo, convirtiendo al vehículo eléctrico en una batería para el hogar, aprovechando además la energía de origen renovable no consumida por la vivienda.
Se debe seguir apostando por el uso de energías alternativas. Al hacerlo, contribuimos a luchar contra el cambio climático y a la lucha contra la polución de nuestras ciudades, y a que los modelos energéticos de hoy en día se transformen en estructuras sólidas y económicamente sostenibles a lo largo del tiempo.
