Coches eléctricos como parte de la transición energética. Audi trabaja con la tecnología de carga bidireccional

Uno de los principales mantras de los críticos con el coche eléctricos es siempre la idea de que con la implantación masiva, llegarán problemas para que la red eléctrica pueda soportar la recarga simultánea de estos. Algo que no sólo no será un problema siempre que se realicen las actualizaciones necesarias en las zonas más densas, sino que además la conexión de millones de baterías a la red permitirá aprovechar al máximo las actuales redes al utilizar tecnologías de carga inteligente, como la carga bidireccional.

Gracias a esta seremos capaces de aumentar la estabilidad de la red, e incluso reducir el coste de la energía eléctrica, al poder sacar mayor partido a fuentes como las energías renovables cuya intermitencia podrá ser compensada con el uso de baterías.

Esta es la visión que persiguen diferentes fabricantes que han visto el enorme potencial de futuro de una tecnología V2G o V2H que en la práctica permitirá facilitar nuevos usos como la incorporación del vehículo eléctrico a la red doméstica.

Este es precisamente el núcleo de un proyecto de investigación en el que trabajan Audi y el Grupo Hager sobre las posibilidades de la carga bidireccional, que ofrece grandes ventajas especialmente cuando se combina con un sistema fotovoltaico. El excedente de energía procedente de la instalación solar fotovoltaica se puede almacenar temporalmente en la batería del vehículo para ser utilizada cuando sea necesario, por ejemplo por las noches, las horas de mayor coste de la electricidad, e incluso durante los apagones.

De esta forma los clientes podrán reducir el coste de su instalación al no tener que usar una batería estacionaria, que se lleva buena parte del presupuesto en la actualidad, usando para esa labor la batería del propio vehículo. Una fórmula que completan las tarifas de compensación de producción que tienen algunos mercados, como el nuestro, que permiten sacar el máximo partido a la instalación en el plano económico.

Impulso a las energías renovables

En la primera mitad de 2020, las energías renovables contribuyeron por primera vez con más del 50% en el mix de electricidad en Alemania (en España, más de un 45%). Sin embargo, el aumento de este porcentaje también va acompañado de un problema en lo referido a energía solar y eólica: la generación de electricidad no es siempre constante. En los días soleados o en las fases de vientos fuertes se produce una falta de capacidad para almacenar la energía generada que la red no puede utilizar.

A medida que aumenta el número de vehículos eléctricos en circulación, también lo hace el número de unidades móviles de almacenamiento de energía. Esto ofrece un gran potencial, siempre y cuando la capacidad de almacenamiento pueda ser utilizada de forma inteligente. Para ello, Audi se ha marcado el objetivo de investigar y desarrollar una solución que permita ventajas económicas y ofrezca una mayor seguridad en cuanto al suministro: la carga bidireccional.

“La movilidad eléctrica está acercando a la industria automotriz y al sector energético. La batería de un Audi e-tron puede abastecer de energía a una vivienda unifamiliar de forma independiente durante aproximadamente una semana. De cara al futuro queremos hacer accesible para el usuario este potencial, de manera que el coche eléctrico pase a formar parte de la transición energética como un dispositivo de almacenamiento de energía sobre cuatro ruedas”, explica Martin Dehm, Director Técnico del proyecto de carga bidireccional de Audi.

El vehículo eléctrico como unidad flexible de almacenamiento de energía

La idea es tan simple como ingeniosa: la batería del vehículo eléctrico no sólo se carga a través del cargador en casa, sino que también puede suministrar energía a la vivienda como un medio descentralizado de almacenamiento de energía.

Si el cliente cuenta con una instalación fotovoltáica, el coche eléctrico sirve como medio de almacenamiento temporal para la energía verde generada. Cuando el sol deja de brillar, el coche eléctrico puede suministrar la energía almacenada en su batería a la vivienda. La carga bidireccional en el domicilio, también conocida como V2H (Vehicle to Home), ofrece un gran potencial de reducción de costes de electricidad para el propietario de la vivienda y permite aumentar la estabilidad de la red de suministro eléctrico. En una etapa posterior, la utilización de una unidad de almacenamiento en el hogar permitirá lograr una independencia energética casi completa, así como una mayor seguridad en el caso de un corte en el suministro de la red principal.

“Utilizar la batería de los vehículos eléctricos para contribuir a la protección del clima y al mismo tiempo reducir los costos de la electricidad es algo que hemos encontrado fascinante desde el primer momento. Y Audi es el socio ideal a la hora de conseguirlo”, declara Ulrich Reiner, Director de Proyectos del Grupo Hager.

La tecnología actual, muy próxima a la utilización en serie

Lo que en teoría parece algo sencillo, en la práctica requiere un alto nivel de desarrollo técnico y una interacción coordinada entre los diferentes componentes en términos de infraestructura y del vehículo. En el proyecto de investigación se utilizó un Audi e-tron con una tecnología de carga muy similar a la del modelo de producción. En las pruebas, el SUV eléctrico se recargó utilizando un cargador de corriente continua con una potencia de hasta 12 kW, y una unidad de almacenamiento doméstico con una capacidad de 9 kWh. Aunque esta unidad podría proporcionar una flexibilidad adicional en el posible paso a la producción en serie, no es un requisito necesario para establecer el funcionamiento de la carga bidireccional. Gracias al nivel de tensión de corriente continua en la red general, la conexión entre el sistema fotovoltaico y el vehículo no precisa de un inversor, por lo que se trata de una solución especialmente eficaz.

La carga con energía solar fotovoltaica ahorra costes

La carga bidireccional está orientada principalmente a aquellos usuarios que utilizan su propio sistema fotovoltaico en sus viviendas para beneficiarse de unos costos de energía optimizados. El vehículo eléctrico almacena el excedente de energía generado por el sistema fotovoltaico que no utilizan los elementos e instalaciones consumidores de energía eléctrica de la vivienda. Si el cliente cuenta con tarifas variables contratadas, el coche eléctrico puede abastecer de energía eléctrica a toda la casa en las fases en las que los precios de la electricidad son más altos.

Por la noche, o durante las horas no productivas de la tarifa, el vehículo utiliza la electricidad más barata para cargar la batería hasta el objetivo deseado. La carga bidireccional también proporciona una seguridad en el suministro que va más allá del ahorro. En el caso de un corte en el suministro, el sistema puede abastecer de energía eléctrica a la vivienda utilizando la batería de alta tensión y alto rendimiento, o incluso puede hacer funcionar un edificio que no cuente con conexión a la red eléctrica de forma independiente.

 La usabilidad diaria, en el punto de mira

Los desarrolladores señalaron la usabilidad diaria como prioridad principal: “Mantener la movilidad es nuestro primer objetivo. Por lo tanto, los clientes no necesitan establecer restricciones para que la carga bidireccional sea adecuada para el uso diario”. Dehm describe así el enfoque del desarrollo, y añade: “La gestión inteligente de la carga gestiona el uso óptimo de la batería, maximizando así la rentabilidad del sistema en su conjunto. Una tecnología que es muy fácil de utilizar para los clientes, ya que lo único que han de hacer es enchufar el coche; todo lo demás sucede automáticamente”.

El proyecto de investigación conjunta con el Grupo Hager ha demostrado dos cosas esenciales: los clientes que cuentan con su propio sistema fotovoltaico pueden diseñar su movilidad para optimizarla en términos de costo y de consumo de CO₂, al mismo tiempo que descargan la red de suministro. Como efecto secundario positivo, los clientes que poseen un coche eléctrico de Audi pueden contribuir de forma importante al éxito de la transición energética. La utilización inteligente de la batería de alta tensión del vehículo eléctrico también abre nuevas posibilidades a la hora de utilizar un recurso ya existente que hasta el momento se utiliza sólo para fines de movilidad sostenible.

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