Cómo los vehículos eléctricos ayudarán a estabilizar las redes de distribución y transmisión

Los vehículos eléctricos se alimentan únicamente de la electricidad de las baterías (normalmente de iones de litio), que tienen gran capacidad para almacenar energía durante mucho tiempo. Por lo tanto, una persona que sale de casa con su coche completamente cargado no es probable que se quede tirada durante todo el día, y es casi equivalente a cómo se llevaría un smartphone cargado con toda confianza. Sin embargo, esta capacidad efectiva de almacenamiento que tienen los vehículos eléctricos tiene otras aplicaciones que me interesan, relacionadas con la estabilidad de la red eléctrica. La red eléctrica se compone de líneas de distribución y de transmisión, que pueden parecer similares pero son muy diferentes. Las líneas de transmisión trasladan la energía a tensiones muy altas desde donde se genera hasta las subestaciones de distribución, más cerca de donde se necesita. Por otro lado, las líneas de distribución transportan la energía a tensiones más bajas hasta los puntos de demanda y consumo, como industrias, oficinas, hogares, centros comerciales, etc. ¿Cómo entran en juego los vehículos eléctricos? Lo explicaré dentro de un rato.

¿Por qué la estabilidad de las redes de transmisión y distribución es un punto de preocupación/interés?

En una red típica, tiene que haber un flujo constante para garantizar la longevidad de las líneas. Pues bien, la mayoría de las redes que vemos hoy en día existen desde hace más de cincuenta años, y no se hicieron para las recientes introducciones de energías renovables que tenemos ahora. Las energías renovables y los recursos energéticos descentralizados son nuevos en la red y alteran el modo de funcionamiento inicialmente previsto.Las fuentes de energía renovable, como la eólica y la solar, tienen un carácter estocástico; no es fácil predecir la cantidad de energía que generarían en determinados momentos. En Europa, la principal fuente de energía del mix de energías renovables es la eólica, que constituye hasta 426 TWh. También se prevé que la capacidad de mercado para la generación de energía eólica sea de 17 GW en 2022 y de 483 GW en 2050, pero la oferta de energía eólica fluctúa. Por desgracia, con estas proyecciones, está claro que las energías renovables son cada vez más populares, y la energía generada puede llegar mejor a los consumidores a través de la red existente.En el sistema de la red eléctrica, para que haya estabilidad, la cantidad de energía generada tiene que ser consumida en ese instante. Sin embargo, con la naturaleza fluctuante de las fuentes de energía renovables, esta estabilidad no es fácil de conseguir sin introducir nuevas estrategias y técnicas. Una de ellas es integrar los vehículos eléctricos en la red para conseguir estabilidad. Así es como se hace:

Cómo lograr la estabilidad de la red con los vehículos eléctricos

Como he mencionado antes, los vehículos eléctricos tienen baterías que pueden cargarse en estaciones de recarga y se utilizan para alimentarlas cuando están en uso. Sin embargo, las investigaciones han demostrado que los conductores aparcan sus coches hasta el 95% del día. Básicamente, los vehículos eléctricos son muy eficaces como dispositivos de almacenamiento de energía, ya que las baterías pueden cargarse y descargarse en los momentos necesarios. Curiosamente, las baterías se utilizan de forma más eficiente con la carga bidireccional que cuando sólo se cargan y se utilizan incluso con la carga inteligente unidireccional.Dependiendo de la cantidad de energía generada en la red por sus fuentes y de la demanda, hay picos de carga, es decir, exceso de demanda, y otras veces carga fuera de los picos, es decir, menor demanda que la energía generada. Para que la tecnología V2G funcione bien, se necesitan tecnologías inteligentes que permitan la comunicación entre los vehículos eléctricos y las redes. Así, los VE controlados de forma inteligente pueden vender energía a la red durante los picos de carga, mientras está conectado al cargador. Del mismo modo, con la carga inteligente, la carga se realiza durante las horas de menor consumo, y es posible controlar la cantidad de energía que se utiliza.

El estado actual de los vehículos eléctricos en relación con las redes y lo que se puede esperar.

La implantación del V2G no ha despegado tanto como debería, pero el camino hacia su plena utilización ha comenzado. Recientemente, los fabricantes de vehículos eléctricos han fomentado el uso de la V2G mediante la realización de pruebas para los usuarios de vehículos eléctricos. En consecuencia, ahora hay más vehículos eléctricos inteligentes, y también sus cargadores. Además, existen aplicaciones para que la comunicación entre estos dispositivos funcione sin problemas, y esto es lo que necesita el V2G.El mercado de los vehículos eléctricos está creciendo rápidamente, y se espera que el número de vehículos eléctricos llegue a 140-240 millones en todo el mundo para 2030, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE). A medida que más personas adoptan los vehículos eléctricos, los operadores de la red deben estar preparados para la demanda y la dinámica de la energía.

Estudios de caso de V2G para la estabilidad de la red

Para integrar los vehículos eléctricos enchufables o híbridos en la red, he visto que necesitamos algo más que las tecnologías. Necesitamos que el gobierno, las empresas de servicios energéticos y los fabricantes de vehículos eléctricos lleguen a acuerdos. Cuando estos acuerdos estén en marcha, conseguir una red estable con la adopción de V2G será más fácil. Hay una serie de proyectos V2G notables en curso en toda Europa.Una empresa de energía en Europa, E.ON, ha estado trabajando con Nissan para garantizar el desarrollo en V2G desde 2019, pero todavía hay mucho más trabajo necesario para llegar a ser plenamente adoptado con los vehículos eléctricos. Desplegaron con éxito veinte (20) cargadores V2G en la prueba que iniciaron, verificada en el sitio de Nissan Cranfield. Ese primer ensayo examinó cómo las empresas/oficinas participantes pueden ganar generando ingresos a la vez que aportan a la red.Más recientemente, buscaron más participantes para hacer la siguiente fase de ensayos. Con la financiación británica disponible, todos los participantes disfrutarían de incentivos y de un paquete V2G muy subvencionado. Según el director del programa V2G de E.ON Reino Unido, se trata de un paso más hacia la introducción de cargadores V2G en el mercado. Antes de que comenzara el proyecto, dos VE de NISSAN ya estaban habilitados con capacidades V2G, es decir, el LEAF y la e-NV200, y se están utilizando para las pruebas.Asimismo, en la ciudad holandesa de Utrecht, Renault lanzó una prueba en 2019 con 15 vehículos Zoe. Este ensayo se hizo en colaboración con una empresa de conducción eléctrica, We Drive Solar, y un proveedor de energía en Portugal, la Empresa de Electricidade da Madeira. En consecuencia, se planificaron más pruebas en otros países como Francia, Suecia, Alemania, Suiza y Dinamarca.Para este proyecto de Renault, se utilizó la recarga a bordo para optimizar el coste. Los planes piloto sirven para examinar el proceso y maximizar los beneficios que conlleva. También se hizo para estabilizar la red y fomentar un mayor uso de los sistemas de energía solar y eólica. Los ensayos de Utrecht incluyen 100 coches V2G con energía solar (coches Sion fabricados por Sono Motors) que se han puesto en marcha junto a 500 cargadores públicos bidireccionales. Si todos los vehículos se conectan simultáneamente, pueden suministrar 1,1 MW a las redes.Una prueba más reciente de OVO energy consistió en el despliegue de 320 cargadores bidireccionales, y hasta ahora ha resultado un éxito. Un buen número de usuarios incluso han aumentado las veces que se enchufan de sólo dos veces a la semana a todos los días, conscientes del valor de la V2G. Con la tarifa V2G, los usuarios de vehículos eléctricos han ahorrado hasta 8.000 libras al año. En relación con la estabilidad de la red, este ensayo también ha mostrado un gran potencial. Por ejemplo, a principios de noviembre de 2020,150 de los clientes V2G de OVO respondieron cuando hubo que detener un apagón. No se trata de socavar los desarrollos actuales, pero los estándares de carga todavía tienen que ser mejorados, aunque se han hecho muchos progresos, como el CHAdeMO. Esto se debe a que no todas las marcas de VE y cargadores de VE han adoptado los desarrollos existentes. Sin embargo, si logramos integrar suficientes VE en las redes, no habría apenas problemas con las fuentes de energía renovable que suministran energía a la red, lo que supondría un equilibrio total.Este blog forma parte de una serie sobre V2X. Continúe con los otros blogs de la serie.

1. Siete (7) proyectos globales de V2X que deberías conocer.
2. ¿Es el V2X una empresa rentable para los interesados en la energía?
3. Infraestructura de recarga de vehículos eléctricos de CA y CC.
4. ¿Degradarán las actividades V2G la vida de la batería de su vehículo?
5. Todo lo que necesita saber sobre V1G, V2H, V2B, V2G y V2X