Movilidad eléctrica: Gestión dinámica de la carga

Movilidad eléctrica: Gestión dinámica de la carga

La gestión dinámica de potencia en recarga de coches eléctricos es la capacidad de regular de forma continua la potencia suministrada a/los vehículo/s para consumo doméstico, puntos de recarga o electrolineras.

En una estación de recarga, los recursos energéticos son limitados. Especialmente en las ciudades, la demanda de electricidad para coches eléctricos es muy alta a determinadas horas del día. Cuando se instala más de una estación de carga, una cosa queda clara rápidamente: la carga conectada necesaria aumenta con cada punto de carga adicional. Si esta demanda de energía se cubriera siempre al 100%, en el peor de los casos no se podrían cargar inmediatamente los coches adicionados. El control inteligente de los recursos y los flujos de energía es, por tanto, la base de un funcionamiento eficiente y económico de las infraestructuras de recarga. La solución en este caso es la gestión de la carga de los vehículos conectados.

 

Carga conectada limitada

Las estaciones de recarga para coches eléctricos pueden tomar de la red una gran cantidad de energía en poco tiempo. Los planificadores, instaladores y operadores de infraestructuras de recarga tienen que enfrentarse a una gran variedad de retos en relación con el suministro de energía en un punto, porque los coches eléctricos no son los únicos consumidores. A menudo, no se proporciona ninguna conexión de energía adicional o no está disponible ni estructuralmente ni por parte del operador de la red. En la mayoría de los casos, la capacidad de conexión existente debe utilizarse y no ampliarse por razones de costo. Además, a menudo no se sabe cuánta energía queda disponible en la conexión doméstica existente.

Para distribuir de forma óptima la energía necesaria, entra en juego la denominada gestión de la carga, ya que las estaciones de recarga modernas ofrecen la posibilidad de utilizar de forma óptima los recursos existentes.

El término gestión de la carga hace referencia al control de la demanda de electricidad mediante la conexión o desconexión selectiva de los consumidores de electricidad o el ajuste del consumo de electricidad necesario.

 

La experiencia sobre una subestación en  Londres

Se trata de optimizar al límite el sistema eléctrico existente, ejemplo de ello es una prueba innovadora realizada por el operador de red UK Power Networks ha demostrado por primera vez que más de 500 cargadores de vehículos eléctricos podrían conectarse alrededor de una sola subestación eléctrica, utilizando tecnología de punta en lugar de implementar  nuevos conductores y/o subestaciones.

La prueba utilizó una simulación por computadora de Inteligencia Artificial  para probar con éxito el software desarrollado por Active Response en una subestación de Londres, para regular automáticamente la capacidad eléctrica  de la red.

La simulación se basó en una subestación en Tooting en el sur de Londres. Active Response procesó grandes cantidades de datos y usó conmutadores para reconfigurar automáticamente los flujos de energía alrededor de la red y distribuir la carga eléctrica de manera eficiente en toda la infraestructura disponible.

Una de las simulaciones probó un escenario de "demanda máxima", por la noche, cuando la gente cocina, utiliza calefacción eléctrica y carga coches eléctricos.                       El sistema identificó una forma de desbloquear 1 MW de capacidad, equivalente a 142 cargadores rápidos y había margen para más. Los expertos de UK Power Networks creen que la solución de software podría liberar capacidad para 568 cargadores de vehículos eléctricos adicionales solo en Tooting. Hay 195 subestaciones primarias como esta en Londres y 1313 en el sureste y este de Inglaterra que comparten similitudes, por lo que el software tiene el potencial de permitir que miles de cargadores rápidos más se conecten en otras áreas.

 

Gestión de la carga

Las medidas de gestión de la carga se utilizan tanto en el sector energético como en el de la movilidad, porque las estaciones de recarga de los vehículos eléctricos pueden demandar  mucha energía en poco tiempo. Por otra parte, como se mencionó anteriormente, en la mayoría de los casos los vehículos eléctricos no son los únicos consumidores en  la red. La gestión de la carga permite distribuir la potencia disponible de la conexión a la red entre todos los puntos de recarga conectados. De este modo se evitan los picos de carga.

 

 Los picos de carga son los momentos del día en que la demanda de electricidad es mayor. Suele ser a primera hora de la tarde, cuando la gente vuelve a casa del trabajo y enciende luces y electrodomésticos.

Sin embargo, los picos de demanda también se producen en los calurosos meses de verano, cuando se utilizan los aparatos de aire acondicionado y otros electrodomésticos que consumen mucha energía. Los proveedores energéticos deben prepararse para estos picos de demanda, a menudo generando electricidad adicional o volviendo a poner en funcionamiento centrales eléctricas inactivas. Estas medidas contribuyen a garantizar la estabilidad de la red y a que todo el mundo disponga de la energía que necesita.

El objetivo de la gestión de la carga es desarrollar una red eléctrica inteligente. Para ello, la infraestructura existente se equipa con tecnología de control adicional.

 

Gestión estática de la carga, características

    Forma sencilla de gestión de la carga

    Control inflexible de las cargas

    Se suministra una cantidad fija de potencia

    Hay una cantidad fija de potencia por punto de recarga

    La potencia libre adicional no se utiliza para la recarga

 

Gestión dinámica de la carga, características

    La cantidad de energía es variable y depende de la demanda energética del sitio

    El control de la estación de carga se comunica con el medidor de energía del lugar

    El consumo de energía del sitio es bajo = más energía para la recarga

    Mediante un control dedicado a la energía, se pueden instalar múltiples puntos de recarga

    No hay picos de carga

 

Planificación y funcionamiento preparados para el futuro

La planificación de la infraestructura de recarga es un reto particular, ya que los planificadores profesionales se enfrentan a una multitud de proveedores de estaciones de recarga. En el pasado, cada fabricante tenía su propia solución, especialmente en términos de gestión de la carga, conexión de datos y facturación.

La mayoría sigue métodos propios que tarde o temprano llevan a un callejón sin salida, sobre todo teniendo en cuenta el rápido desarrollo de la tecnología de recarga y las cambiantes condiciones del entorno actual. Se trata de temas como la calibración, la norma ISO15118 (define la interoperabilidad en el proceso de carga de los vehículos eléctricos), la gestión dinámica de la carga o la prevención de cargas desequilibradas extremas en las fases.

 Las empresas de distribución eléctrica hoy no saben cuántas estaciones de carga estarán operando sobre  su red  en los próximos años. Por lo que a continuación, se enumeran cuatro propuestas que garantizarían que el parque de recarga pueda ampliarse de forma flexible:

Reequipamiento: En caso de reequipamiento, lo ideal es no tocar la subdistribución.

Entre fabricantes: El parque de recarga debería poder configurarse entre distintos fabricantes de estaciones de recarga.

Infraestructura: Los nuevos puntos de recarga deben poder integrarse en la infraestructura existente.

Ampliable: El parque de recarga debe poder ampliarse con cargadores de CC individuales (hasta 50 kW).

 

Fuente:

https://grupolasser.com/gestion-dinamica-de-potencia-en-recarga-de-coches-electricos/

https://www.bender.es/gestion-dinamica-de-la-carga/

https://wallbox.com/es_es/newsroom/

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2023.-