El sector de la energía fotovoltaica está aumentando día a día. La electromovilidad también está experimentando un fuerte crecimiento. Un coche eléctrico que consuma sólo energía fotovoltaica suena muy bien, pero ¿es realmente posible disfrutar de flexibilidad con un vehículo cargado a través de un sistema fotovoltaico doméstico?
Un equipo de investigación de la ETH (Escuela Politécnica Federal de Zúrich) ha estudiado la fotovoltaica y la electromovilidad en un experimento.
Querían saber hasta qué punto los propietarios de coches eléctricos pueden cargar sus vehículos con la energía de su propio sistema fotovoltaico sin restringir el uso de su coche más que con la carga convencional de la red eléctrica.
El equipo presentó un análisis empírico basado en un conjunto de datos detallados de 10 meses sobre el comportamiento de carga y movilidad de 78 usuarios de BEV en Suiza. Los resultados mostraron que los propietarios de vehículos eléctricos podían usar sus coches sin restricciones particulares, cargándolos en gran medida con su propia energía fotovoltaica, incluso sin almacenamiento intermedio.
Para su estudio, los investigadores equiparon las casas de 78 propietarios de vehículos eléctricos con un hipotético sistema fotovoltaico. Identificaron las casas a través de sus direcciones, reconstruyeron la superficie disponible de los tejados mediante datos geoespaciales y la cubrieron virtualmente con paneles solares.
Utilizando datos meteorológicos históricos con una resolución de 30 minutos, el equipo calculó el rendimiento potencial de la energía solar, teniendo en cuenta factores como la sombra de los edificios y árboles vecinos.
A partir de este modelo de cálculo, los investigadores de la ETH pudieron determinar la cantidad de energía fotovoltaica de que disponía cada propietario de un coche eléctrico en un momento dado para cargar su vehículo.
Suponían que la energía se usaría principalmente para cargar el vehículo eléctrico. La potencia máxima de carga en el modelo era de 11 kilovatios (kW). Dependiendo de la casa, los sistemas fotovoltaicos tenían una potencia máxima de entre 5 y 25 kW, lo que solía ser suficiente para cargar el coche a plena potencia bajo la luz del sol.
Los investigadores prueban cuatro estrategias diferentes de carga inteligente con distinto grado de complejidad y descubren que, cuando la carga no está controlada, el propietario del BEV sólo puede cubrir el 15% de la demanda de su BEV usando la energía fotovoltaica generada en los tejados de sus propias casas.
Un enfoque simple de carga controlada aumenta en gran medida la cobertura media hasta el 56% y hasta el 90% o el 99% cuando se usa una estrategia de carga optimizada sin o con un almacenamiento de baterías en casa. Todas las estrategias de carga garantizan que el comportamiento de movilidad individual de los propietarios de BEV no se vea afectado.
Nos sorprendió la elevada proporción. La carga inteligente puede aumentar considerablemente el consumo doméstico de energía fotovoltaica, y el vehículo puede utilizarse con la misma flexibilidad que si se cargara con la electricidad de la red.
Martin Raubal, profesor de Ingeniería ETH de Zúrich.
Los investigadores de la ETH demostraron además que el uso de la generación de energía fotovoltaica en los tejados para la carga de los BEV tiene un gran potencial para disminuir aún más el impacto climático de los BEV y proponen sencillos ajustes a tener en cuenta en las estrategias de carga que ayudan a aumentar el consumo fotovoltaico de los propietarios.
Nuestro estudio de caso demuestra el potencial de la carga inteligente para un suministro descentralizado y respetuoso con la red de energía renovable que se ha explotado muy poco hasta ahora.
Martin Raubal
El equipo de investigación trabaja actualmente en el desarrollo de estrategias de aprendizaje automático con vistas a predecir el rendimiento fotovoltaico y el comportamiento de los usuarios con la mayor precisión posible. Estas estrategias constituyen la base del desarrollo de algoritmos de carga inteligente, que se espera que pronto se utilicen de forma estándar en las estaciones de carga para vehículos eléctricos.
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