Energías renovables y movilidad eléctrica

 

Energías renovables y movilidad eléctrica

Durante gran parte del siglo pasado, las redes de suministro eléctrico fueron todo un símbolo del progreso y como tal estas redes están sufriendo una nueva transformación: las fuentes de generación eléctrica se han multiplicado y el consumidor reclama un papel más activo en el suministro. A ello se suma la necesidad de administrar mejor los recursos para favorecer la protección del medioambiente. 

 

En esta coyuntura surgen las redes Smart Grid, también conocidas como redes eléctricas inteligentes. Gracias a que incorporan un sistema de lectura y gestión personalizada de la potencia eléctrica entregada al usuario residencial, es posible que este controle la energía que consume, pudiendo así mejorar el rendimiento de la misma. Se trata de redes que incorporan un sistema de lectura y gestión de la potencia eléctrica entregada que permiten controlar los momentos de mayor consumo, posibilitando la optimización del sistema eléctrico existente.

Las Smart Grid significan una gestión más eficiente de la red eléctrica y, por lo tanto, un paso más hacia la interacción con los coches eléctricos.

En las horas de mayor consumo (horas punta) es más costoso producir electricidad porque funcionan las centrales más caras y con más emisiones de CO2. El vehículo eléctrico como nuevo consumidor (y a la vez “almacenador”) de energía eléctrica puede convertirse en un aliado para operar de forma más eficiente el sistema eléctrico, reduciendo las grandes diferencias que se producen entre los periodos de mayor y menor consumo eléctrico y facilitando la integración de las energías renovables.

Para una mejor operación del sistema es muy importante que la demanda se desplace hacia las horas de menor consumo; y es ahí donde la recarga lenta nocturna del coche eléctrico puede jugar un papel fundamental en el aplanamiento de la curva de la demanda.

Dentro del esquema de la red inteligente aparece el subsistema conocido como Vehicle-to-Grid (V2G) la cual es una tecnología innovadora basada en la gestión de la carga bidireccional, que transforma los vehículos eléctricos en grandes baterías móviles con ruedas que interactúan inteligentemente con la red.

 En términos prácticos, los vehículos toman  energía para recargar durante períodos de menor consumo y devuelven la energía a la red cuando la demanda es alta, ayudando así a equilibrar la oferta y la demanda y a evitar cortos de energía. También otra variante es la de aprovechar el techo del domicilio para instalar un array de paneles fotovoltaicos los cuales generan energía para el consumo (parcial o total) hogareño, incluyendo el vehículo eléctrico. O eventualmente entregar el excedente generado a la red eléctrica.

En otras palabras, proporcionan servicios que permiten flexibilizar la red para aumentar la estabilidad y la seguridad.

 

Por ejemplo: Un propietario  puede cargar su vehículo en su casa en horarios donde la electricidad tiene un costo menor y utilizarlo como fuente de energía para su casa cuando el costo es más alto; almacenando hasta 30 kWh, energía suficiente para alimentar un hogar durante más de dos días.

Como resultado de las experiencias que se están realizando, el sistema V2G no sólo puede mejorar y beneficiar al rendimiento de la red, sino que también crea valor para los conductores, que pueden amortizar y optimizar el costo total de sus coches eléctricos.

Un vehículo de uso estándar  puede estar  estacionado aproximadamente el 90% de vida útil. Los sistemas V2G permiten que ese tiempo pueda ser utilizado para mejorar el suministro de energía eléctrica a través de la red pública, o bien la vivienda privada del usuario, ahorrándose los enormes costos de una batería de respaldo, que en la actualidad pueden  incorporarse junto a la generación renovable.

Aquí se presenta  un ejemplo: tras cuatro meses, el proyecto  para estudiar la tecnología V2G lanzado por Nissan, The Mobility House, Enervie y Amprion en la ciudad de  Hagen, Alemania, anuncia sus resultados. Tras las pruebas, el estudio demuestra con rotundidad que un coche eléctrico puede integrarse en el mercado de la energía y permite ganar dinero a su propietario.

La estación de carga bidireccional que ha utilizado el Nissan Leaf durante estos meses está ubicada en la ciudad alemana de Hagen, en las instalaciones de Enervie  (empresa del mercado de generación eólica) y es capaz de manejar una potencia de hasta 10 kW, tanto de entrada como de salida. Un sistema inteligente de carga, bajo la tutela de un software de gestión desarrollado  por The Mobility House, controla todos los flujos de energía. Los procesos de carga y descarga se controlan y monitorean en función de la situación de la red.

Marcus Fendt, Director General de The Mobility House, afirma que en una semana han suministrador 8 kWh a la red recibiendo a cambio 20 euros, que supondrían, considerando 50 semanas, un total de 1.000 euros al año con un solo coche.

El proyecto demuestra, también, que el aumento de la frecuencia de la carga y descarga de la batería no acorta su vida útil: "Gracias a nuestra colaboración con la Universidad Técnica de Múnich, hemos demostrado cómo la administración de carga puede impactar positivamente la vida útil de la batería", ha dicho Fendt.

Otro ejemplo es el de los coches eléctricos para estabilizar la red. En este caso Nissan, en colaboración con algunos de sus socios —Tohoku Electric Power y Mitsui— ha comenzado un programa piloto en la ciudad de Sendai, al noreste de Japón, aprovechando la energía almacenada en las baterías de una flota de coches eléctricos con el fin de ayudar a regular el suministro. Para ello se utiliza el sistema V2G que incorpora el Nissan Leaf, capaz de dirigir la energía del vehículo hacia la red, recargar la batería o introducirla al sistema según la demanda y el nivel de carga.

El vehículo eléctrico como nuevo consumidor de electricidad es un aliado para operar de forma más eficiente el sistema eléctrico, reduciendo las grandes diferencias que se producen entre los periodos de mayor y menor consumo eléctrico y facilitando la integración de las energías renovables.

En resumen: ¿Qué oportunidades ofrece al sistema eléctrico? Mejorar la eficiencia del sistema aplanando la curva de la demanda: si los usuarios recargan en los periodos de menor consumo (entre la 01:00 y las 07:00 horas de la mañana) ayudarán a aplanar la curva al disminuir las diferencias producidas entre las horas punta (o periodos de mayor consumo) y las horas de menor consumo eléctrico. A esto se suma facilitar la integración de las energías renovables en el sistema eléctrico en condiciones de total seguridad.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Eléctricista                                                                                               2024.-