Posibilidades para la recarga del coche eléctrico y su impacto en la red eléctrica

Posibilidades para la recarga del vehículo eléctrico y su impacto en la red eléctrica


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La integración del coche eléctrico tiene ciertas consecuencias para el sistema eléctrico. Unas consecuencias que se deben evaluarse y tener en cuenta. Actualmente, debido a poca penetración del vehículo eléctrico en el parque móvil de nuestro país, su recarga tiene un impacto testimonial en la red eléctrica. Al ritmo de ventas actual, aún quedan muchos años para que la red comience a verse afectada por las recargas de los coches eléctricos.

Sin embargo, eso no será así para siempre. La tecnología está evolucionando de forma rápida y llegará el momento en el que el mercado explote. Cuando la flota de coches eléctricos sea de cientos de miles o incluso de millones de coches conectados a la red eléctrica, la red soportará ciertos riesgos que habrá que solventar.

En este artículo se proponen las diferentes posibilidades para la recarga del vehículo eléctrico y su impacto en la red eléctrica, y se describen sus diferentes ventajas y desventajas. Se analizan las diferentes propuestas, así como sus ventajas y desventajas.

Recarga no controlada

En la siguiente figura se puede ver el impacto que supondría en la red eléctrica una recarga incontrolada de los coches eléctricos. Esto equivaldría a que el usuario cargase el coche al llegar a casa, sin tener en cuenta ningún otro factor que su propia comodidad.

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Entre las ventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • La fácil implementación, no requiere de inversiones
  • Cómodo para el usuario, que no ve modificado su patrón de vida.

Entre las desventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • La probable sobrecarga de líneas y transformadores, al realizarse la recarga en horas punta.
  • Desviaciones en el voltaje. Un exceso de consumo puede hacer que las caídas de tensión se acentúen en algunos puntos de la red.
  • Incremento de la demanda pico. Directamente relacionado con la sobrecarga de líneas y transformadores.
  • Incremento de las emisiones de CO2 asociadas a la generación. Las energías renovables siempre entran al mercado a no ser que haya restricciones técnicas. Por ese motivo, es lógico pensar que la potencia extra necesaria será abastecida principalmente por combustibles fósiles.
  • Incremento del coste de la electricidad. Al ser la potencia extra necesaria en las horas pico abastecida por combustibles fósiles, esto acarreará un incremento de la factura eléctrica, al ser tecnologías más caras.
  • Necesidad de reforzar la red. Para evitar la sobrecarga en las líneas y transformadores, lo recomendable sería reforzar la red. De lo contrario, la recarga masiva de vehículos eléctricos será imposible en algunos lugares.

Recarga fuera de demanda punta

En la siguiente figura se puede ver el impacto que supondría en la red eléctrica una recarga incontrolada de los coches eléctricos en horario valle. Esto equivaldría a que el usuario cargase el coche siempre en horario nocturno, pero sin ningún tipo de gestión en la potencia de recarga.

Impacto en la red eléctrica3

Entre las ventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • La fácil implementación, no requiere de inversiones. La mayoría de cargadores y vehículos permiten programar la recarga.
  • No se aumenta el pico máximo de potencia. Aunque el consumo de la red sea superior, la potencia máxima no se ve afectada.
  • Mejor integración de la energía eólica. Hay muchas ocasiones en las que hay exceso de producción eólica en horas nocturnas. Este tipo de recarga podría aprovechar esos excesos.
  • Retraso en las inversiones en redes. Al no aumentar la potencia máxima, las inversiones en redes eléctricas podrían esperar.

Entre las desventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • Desequilibrios de potencia debido al rápido aumento de la potencia consumida por lo coches eléctricos. Se genera un nuevo pico de demanda.
  • Posibles desviaciones de voltaje.
  • Necesidad de involucrar al cliente, que debe cargar siempre por la noche.

Recarga inteligente en periodo valle

En la siente figura se puede ver el impacto que supondría en la red eléctrica una recarga inteligente de los coches eléctricos en horario valle. Esto equivaldría a que el usuario cargase el coche siempre en horario nocturno, teniendo además un gestión en la potencia de recarga.

Impacto en la red eléctrica2.jpg

Entre las ventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • La posibilidad de ofrecer servicios auxiliares, como regulación de frecuencia/potencia.
  • No se aumenta el pico máximo de potencia. Aunque el consumo de la red sea superior, la potencia máxima no se ve afectada.
  • Mejor integración de la energía eólica. Hay muchas ocasiones en las que hay exceso de producción eólica en horas nocturnas que se podría aprovechar mejor con este sistema.
  • Retraso en las inversiones en redes. Al no aumentar la potencia máxima, las inversiones en redes eléctricas podrían esperar.

Entre las desventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • Implementación compleja. Es necesario que cada usuario tenga un cargador compatible y debidamente homologado.
  • Necesidad de tecnologías de la información y la comunicación para que el cargador pueda comunicarse con el operador del sistema o gestor de carga.
  • Necesidad de involucrar al cliente, que debe cargar siempre por la noche y aceptar que gestionen la carga de su vehículo.

Recarga inteligente con peak saving

En la siguiente figura se puede ver el impacto que supondría en la red eléctrica una recarga inteligente de los cocheseléctricos en horario valle, aprovechando además para hacer peak saving a través de la tecnología V2G. Esto equivaldría a que el usuario cargase el coche siempre en horario nocturno, teniendo además un gestión en la potencia de recarga.

Impacto en la red eléctrica

Entre las ventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • La posibilidad de ofrecer servicios auxiliares, como regulación de frecuencia/potencia.
  • Reducción de la potencia pico del sistema.
  • Integración de las fuentes de energía renovable intermitentes.
  • Reducción de las emisiones de CO2 asociadas a la generación. Una reducción en la potencia pico equivale a una menor necesidad de centrales convencionales.
  • La necesidad de menores inversiones en las redes.

Entre las desventajas de este sistema de recarga se encuentran:

  • Implementación muy compleja. Necesidad de cargadores y coches compatibles con V2G.
  • Necesidad de tecnologías de la información y la comunicación para que el cargador pueda comunicarse con el operador del sistema o gestor de carga.
  • Necesidad de involucrar al cliente, que debe aceptar que un tercero gestione la recarga de su vehículo eléctrico.
  • Degradación prematura de las baterías debido a su mayor uso con la tecnología V2G.
  • Pérdidas de energía en los intercambios red-batería-red.

Lo ideal es que la tendencia fuese hacia el escenario de recarga inteligente con peak saving. Se trata de la forma más eficiente de gestionar la energía, permitiendo una mayor integración de renovables. Sin embargo, los retos tecnológicos aún son grandes para llegar a esta situación. Se trata de un importante ámbito de investigación que se está llevando a cabo en los últimos años.

Fuente | ScienceDirect (Suscripción Necesaria)


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10 comentarios en “Posibilidades para la recarga del vehículo eléctrico y su impacto en la red eléctrica”

  1. Pregunta desde la ignorancia.
    Según los gráficos que has puesto, los coches están solamente recargando entre dos y cuatro horas de máxima. No sé que potencia de Wallbox se ha considerado para hacer estos gráficos.
    Y se considera que la gente llega a casa a partir de las 16hs y ya deja el coche enchufado y no hace nada más.
    Misma consideración para el último escenario.
    Se considera que el parque automotor va a estar enchufado desde las 16 hs hasta las 7hs del otro dia, cosa que viendo el tráfico y atascos en España no veo que este gráfico se adapte a la situación local.

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    • Los gráficos son puramente orientativos. Sirven para mostrar al lector los posibles impactos según el comportamiento de la recarga.

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  2. O he entendido mal, o la conclusión es que.

    1 – el coche eléctrico junto a la tecnología VTG, no sólo no requiere más inversión capacidad de generación, sino que, de hecho, la reduce.

    2 – Y adenás, no sólo elimina el consumo de combustibles fósiles para automocion, sino que encima lo reduce también para la producción de electricidad.

    Muy interesante.

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  3. Los graficos se los ha inventado el articulista, no nos da ninguna informacion tecnica, ni cuantos vehiculos supuestamente cargarian, ni la modalidad de carga, ni el horario, ni los porcentajes respecto a los actuales niveles de consumo, cuanto cargaria cada coche 30 KW o 60 km ..??? nada de nada, debe tratarse de una nueva forma de informacion, se llama INFORMACION CREATIVA. fijate que con este tipo de informacion me sale a mi un informe diferente, como este> Para cargar solo> 1.000.0000 de coches electricos en este pais a 40 kw/coche habria que triplicar la pontencia electria actual, por que hay que asumir que la industria y los hogares ya consumen lo que ahora producimos asi que eso supone/
    /El triple de Centrales nucleares.
    El triple de Paneles solares.
    El triple de Centrales de ciclo combinado Gas/carbon / Petroleo/Gas
    El triple de aerogeneradores
    El triple de hidroelectrica///Embalses
    El triple de transformadores en potencia , regulacion y distribucion
    El triple de minicentrales de regulacion electrica,
    El triple de generacion con biomasa
    El triple en en el grosor de todos los sistemas de seguridad para evitar accidentes,
    El triple de perdias por calor en la generacion electrica y su trasporte que llegan a ser del 30 % en la nuclear,
    Y el triple de grosor en todos los cables de suministro para cargas rapidas y el triple de inversores y variadores de frecuencia electricos a todos los niveles industrial y domestico.
    Tambien es verdad que alguien tendra que fabricar estos coches y alguien los tendra que comprar, despues ya adaptaremos nuestra red Electrica.

    Saludos cordiales en especial a Fede y a Pepe y perdonadme por los acentos, insisto en que el teclado va mal, muy mal,

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  4. «Saben ustedes aquel que diù»:
    Mira Pepe este periódico dice que con el aumento de población en 2050 sólo se podrá comer mierda.
    Y le responde el pesimista de Pepe: lo malo es que no habrá mierda para todos.

    Ramonety ¿no serás tú el Pepe al que se refería el genial Eugenio?

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  5. Si, Si Jesus soy yo el pesimista, muy pero que muy pesimista, sabes que un Pesimista es un obtimista Bien informado, las cosas no cambiaran porque queramos que cambien,hay que hacer algo mas, yo tambien deseo que los coches electricos acaben imponiendose, seria genial para el planeta y para todos los que vivimos en el, pero el primer paso para ganarle la batalla al petroleo es saber contra quien nos enfrentamos, gastar 40 Kw en 2 horas para recorrer 250 km es un despifarro energetico que hoy no nos podemos permitir, hace falta un debate serio sobre si el ESTADO deberia invertir en las infraestructuras para que en el futuro tengamos coches electricos, necesitamos tantas cosas, lo primero.
    /1 Red de cargadores bien tupida y alimentada por eolica y solar, unificar el modelo de cargador.
    2 mejorar la densidad energetica de las baterias, tanto en capacidad de carga como en ciclos realizando una gran inversion ) Ya seria un gran logro mejorar un 40% en 10 anos.
    3 Liberalizar el acceso a la red electrica premiando a los que inyecten energia verde y castigando a los consumidores de combustibles fosiles , PERO dando garantias de acceso a la red PARA TODOS DURANTE MUCHOS TIEMPO y NO creando inseguridad juridica, como hace el PP para garantizar a sus amiguetes un sillon bien confortable con sueldos de 400.000./Eur que pagamos con el impuesto al sol y pagando por conectarte a la red.
    4. Incentivar la inversion privada en el coche electrico dejando claro a las marcas que el futuro sera verde y renovable o NO SERA, y esto solo lo entienden tocandoles el bolsillo y haciendoles pagar por todo aquello que huela a petroleo.
    el buen matematico siembre ha de tener en cuenta que una situacion MALA siembre puede empeorar, si tubieramos unos gobernantes, honestos, eficientes y comprometidos con el futuro de este pais , estanto dispuestos a llevar adelante los 4 puntos anteriormente enunciados almenos en todo lo que sea posible, pues entoces 9 MILLONES de necios se confabularian para que el PP gane las proximas elecciones por mayoria absoluta y mande los suenos del vehiculo electrico de una patada a la 5 luna de jupiter.

    Saludos a los forofos del coche a pilas, y a los otros tambien.

    Responder
    • Me he quedado en lo de que gastar 40 kW para hacer 250 km es un despilfarro.

      ¿Sabes cuánto gasta (quema) un térmico para hacer esos mismos 250 km?

      Solo en el motor se van unos 175 kW.

      Te recomiendo que cuando hagas todos tus cálculos, incluyas el enorme ahorro energético de la desaparición de los mismos millones de coches térmicos sustituidos por los eléctricos.

      Lo que no es sostenible es seguir quemando recursos finitos y 3/4 veces menos eficientes.

      Responder
  6. Ramonety: Perdona por dos cosas
    1.- Por haberte comparado con el pesimista del chiste de Eugenio
    2-. Haber tardado tanto en responderte pero es que estoy tan liado con el desarrollo de un modesto utilitario eléctrico e hibridable, que apenas entro en internet.

    Pues bien, respecto a mi critica hacia ti, ésta era porque salvo que quieras cargar completamente un Tesla-S con baterías prácticamente descargadas del todo, que necesitaras una hora a 135kW de potencia, o incluso recargar lo más rápidamente posible las de un modesto Renault Zoe, que necesitarás los los 43kW ó 22kW de potencia de una toma tipo Mennekes, a un urbanita normal le bastará con unos 2 ó 3kW de potencia conectados a partir de la 1 de la madrugada. Y a esas horas esa potencia no sólo no supone un cambio alguno en la inmensa mayoría de instalaciones y redes de distribución ya existentes, sino que también permite aprovechar la energía eólica que sobra por las noches y, además, incentivará la instalación de más de esos captadores de energía renovable porque serán más rentables.

    Como quiera que según te he dicho entro poco en internet, si lees esto y si quieres, puedes responderme a través de mi cuenta de correo de gmail.com que tengo abierta a mi nombre: j.arapiles

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