El vehículo eléctrico como estabilizador de la red eléctrica

por | Ago 29, 2022

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El vehículo eléctrico y la red eléctrica


El papel Vehículo eléctrico como estabilizador de la red eléctrica debe ser esencial para su implantación total. Su integración en el sistema V2G propiciará un mayor aprovechamiento de las energías renovables y el autoconsumo eléctrico.

 

Integracion del coche electrico en la red electrica. Sistema V2G

Vehículo eléctrico como estabilizador de la red. Sistema V2G

 

Otra de las líneas básicas del nuevo modelo de movilidad es la contribución del vehículo eléctrico a la gestión de la demanda de energía eléctrica. El papel del vehículo eléctrico como herramienta para contribuir a la gestión de la red debe ser una de las claves para su implantación. Las energías renovables tienen un aliado en él que puede absorber la generación Eólica nocturna en horas en las que la demanda del Sistema disminuye y existe generación ociosa.

Las baterías de los automóviles pueden recargarse cuando se produce un exceso de electricidad originada  partir del viento. La idea es verter la electricidad almacenada en estas baterías a la red en las horas punta. De esta forma se actúa como un sistema de almacenamiento distribuido de forma similar a las centrales reversibles de bombeo, pero a una escala mucho mayor. Sería preciso implicar a miles o millones de vehículos que pasan la mayor parte del tiempo aparcados y pasivos.

La integración Vehículo eléctrico como estabilizador de la red debe ser bidireccional entre la red y los vehículos eléctricos. Esto crea las condiciones para integrar generación de electricidad y transporte. De esta forma se abre un nuevo horizonte a la energía eólica y otras energías renovables, que podrán superar muchas de sus limitaciones actuales.

Si tenemos en cuenta las interconexiones que se están ampliando con nuestros vecinos de Francia y Portugal, se añade otra dimensión en la operación del sistema con efectos positivos en toda la Unión Europea.

 

Reconversión del parque de vehículos: problema o ventaja

 

El consumo eléctrico de una reconversión paulatina del parque de vehículos en España no plantea problemas irresolubles. Se puede decir incluso que puede contribuir a mejorar la gestión de la red (redes V2G). Un vehículo que consuma 14 kWh por cada 100 km (los consumos oscilan bastante, de 10 a 20 kWh por cada 100 km) y que recorra unos 15.000 km anuales, consumiría al año 2.100 kWh.

El modelo consistiría en  la existencia de redes eléctricas reversibles (V2G, de la red al vehículo en horas valle y del vehículo a la red en horas punta). En ellas, las baterías de los vehículos podrían almacenar la electricidad producida por la noche o en horas de baja demanda y venderla a la red a un buen precio en las horas punta.

Podría afirmarse incluso que la electrificación del transporte en las dos próximas décadas puede tener la misma fuerza impulsora para las renovables como la que tuvo el motor de combustión interna a principios del siglo XX para la industria petrolífera.

 

El autoconsumo

 

Por otra parte, a medida que se desarrollen las baterías de los vehículos, se podrá avanzar también en algo, aparentemente ajeno, como lo es el autoconsumo.

Hoy muchos sistemas eléctricos dependen de una conexión a red para funcionar. La tecnología de acumulación de electricidad permitirá que el sistema de autoconsumo pueda funcionar aislado del sistema eléctrico o sólo conectado por seguridad. Esto se traducirá en un ahorro para el sistema que deberá mantener unas redes de distribución más reducidas y menos saturadas.

La acumulación de electricidad más la utilización de energías renovables son el combinado ideal para que “fabriquemos y consumamos nuestra luz” en casa. Es aquí donde el coche eléctrico promoverá el autoconsumo. La tecnología de acumulación que desarrolle la industria de la automoción podrá ser aplicada en nuestros hogares para acumular la energía generada con fuentes renovables. Otra razón más para fomentar su uso.


OTRAS ENTRADAS:

El automóvil convencional transforma en energía cinética tan sólo un 20% del combustible de origen Fósil almacenado en su depósito. Disipa gran cantidad de energía en forma de calor. Todo esto es el inconveniente de haber destruido la fuente de energía primaria, es decir, la porción de petróleo que usamos para generar movimiento del motor. Como las renovables son inagotables, este problema no se da. Solamente tiene que vencer el inconveniente de la acumulación en el caso de los coches de funcionamiento eléctrico.

El futuro debe plantearse:

  • con una presencia mayor de fuentes renovables,
  • un fuerte desarrollo del coche eléctrico
  • y una normalización y expansión de los sistemas de autoconsumo para prescindir al máximo de las redes de distribución y transporte. De esta forma se alivia así las tareas del Operador del Sistema y se reducen los costes de distribución.

La generación con renovables en el lugar de recarga debe ser el siguiente paso a la carga de vehículos con energía proveniente de fuentes renovables a través de la red de distribución y transporte.

 


Aumento de la demanda eléctrica

 

En los últimos años los vehículos eléctricos están sufriendo un gran desarrollo tecnológico. Ello es debido al interés que suscita la implantación de éstos en el sistema energético actual, para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero tan importantes son las emisiones, como el consumo energético necesario para abastecer la integración de los vehículos eléctricos. Si la energía necesaria debiese aumentar en exceso debido al consumo extra que supone la carga de los vehículos eléctricos, la ventaja que se obtiene con ellos desaparece. Por eso se comienzan a tratar conjuntamente el tema de las emisiones y el impacto sobre la red que tendrá esta integración de los nuevos vehículos eléctricos.

 

Impactos directos del vehículo eléctrico en la red

 

Para comenzar, se explicarán algunos impactos específicos que afectan a la red debido a la inserción de vehículos eléctricos, éstos se enumeran a continuación:

  1. el desequilibrio de fases,
  2. las perturbaciones armónicas en la red,
  3. la degradación y fallo de los transformadores,
  4. y la rotura de interruptores y fusibles

 

El desequilibrio de fases

 

Se puede decir que cuando hay un porcentaje bajo de vehículos eléctricos, el factor de diversidad es menor. Esto provoca un aumento del desequilibrio. Pero como se reduce la carga total, el desequilibrio de tensión se reduce manteniéndose dentro de los límites.

Contrariamente, si el porcentaje de vehículos eléctricos cargando es alto, el factor de diversidad es grande y decrece el desequilibrio. Por eso, aunque es importante vigilar cualquier posible impacto en la red, el desequilibrio de tensión se mantendrá dentro del rango para bastantes casos con condiciones diferentes.

 

Las perturbaciones armónicas en la red

 

Las perturbaciones provienen de la necesidad de usar rectificadores y convertidores para cargar las baterías de los vehículos eléctricos. El uso de estos elementos de tipo no lineal provoca un aumento significativo de la distorsión de tipo no lineal. Ello provoca un aumento significativo de la distorsión de tensión y de los armónicos en la corriente en las redes de distribución. Los armónicos afectan a la red y cuáles son los efectos perjudiciales de estos.

 

Degradación y fallo de los transformadores

 

Los efectos nocivos sobre los transformadores surgen de que éstos están diseñados con una capacidad de carga específica basada en los patrones de consumo típicos. Al integrar los vehículos eléctricos el patrón de demanda de energía cambiará y el sistema puede que no sea capaz de asimilar el nuevo modelo y nivel de demanda, produciendo la degradación de los transformadores. Aunque, cabe decir, que este impacto es más significativo individualmente en los transformadores que en el conjunto de la red. La carga de los vehículos eléctricos puede influir en la vida de un transformador.

 

Rotura de interruptores y fusibles

 

La distorsión armónica puede afectar a la capacidad de los interruptores. Esto es debido al mayor diferencial de intensidad que ésta provoca y al calentamiento que se produce. Este calor generado provoca problemas en los fusibles,  aunque esto se puede solventar fácilmente aumentando la capacidad de éstos. Por otro lado, debido a la distorsión, se produce una desigual distribución de corriente. Estos factores afectarán a los fusibles en su comportamiento en estado estacionario y en la interrupción de sobrecorrientes.

A modo de resumen, todo esto es posible gracias a la función del Vehículo eléctrico como estabilizador de la red eléctrica mediante su integración con sistemas V2G. Esta tecnología que permite el almacenamiento desde las baterías de los vehículos eléctricos a la red en las horas valle (cuando el kWh es más barato) y la recuperación de la electricidad en las horas punta (el kWh es más caro). Analizamos en estos sistemas en el artículo “Los sistemas V2G y el vehículo eléctrico. Cómo integrarlo en la red eléctrica“.

 

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