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Resumen
Volvo, Toyota y otros grandes fabricantes de automóviles apuestan por la recarga bidireccional de VE, un uso sorprendentemente innovador de la tecnología que puede cambiar de verdad tu barrio.
Los vehículos eléctricos (VE) están cambiando los sistemas de transporte en todo el mundo, pero también exigen replantearse el funcionamiento del suministro eléctrico.
La capacidad de carga bidireccional permite a los conductores tomar energía de la red eléctrica para cargar sus vehículos y actuar como fuentes de energía móviles que pueden enviar electricidad de vuelta a la red de distribución e incluso suministrar energía a los hogares.
Puede parecer una imagen bastante extraña, pero este cambio puede remodelar nuestro enfoque de gestión de la energía y crear un sistema eléctrico más sostenible y resistente.
La mayoría de los fabricantes de automóviles se lo toman muy en serio, y cuando investigues por qué, verás cuántas eficiencias puede aportar al mundo.
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¿Cómo funciona la carga bidireccional?
Para descargar energía en una vivienda o devolverla a la red, un VE necesita un cargador bidireccional. Mientras que las versiones iniciales de los cargadores de baterías de VE (BEV) eran unidireccionales y tomaban energía de la red para cargar el vehículo, los cargadores bidireccionales permiten que la electricidad fluya en ambas direcciones.
Las baterías de los VE se cargan con corriente continua (CC), por lo que la corriente alterna (CA) de la red eléctrica se convierte en CC mediante un convertidor en el punto de carga o un convertidor dentro del vehículo. Para enviar energía en la otra dirección, la energía de CC de la batería debe convertirse de nuevo en CA para ser utilizada por la red.
Esto crea nuevas posibilidades de incorporar los VE a los hogares inteligentes y a la gestión de redes inteligentes mediante la tecnología de vehículo a hogar (V2H) o de vehículo a red (V2G). Los vehículos, cargadores y contadores conectados a Internet pueden controlar cuándo y cómo se suministra y extrae electricidad de la batería. Por este motivo, los esfuerzos por llevar la carga bidireccional del VE a los hogares están cobrando impulso.
Los VE y las empresas eléctricas impulsan la carga bidireccional
No todos los VE llevan a bordo los convertidores necesarios para la carga bidireccional.
La camioneta F-150 Lightning de Ford, el Nissan Leaf y los modelos Rivian R1T y R1S tienen el hardware necesario para la carga V2H. Tesla ha dicho que planea proporcionar carga bidireccional a sus vehículos para 2025, mientras que General Motors (GM) ofrece carga V2H para su modelo Chevy Silverado y pretende ampliar la tecnología a toda su línea de vehículos que utilizan su línea de plataforma Ultium EV para 2026.
La empresa de servicios públicos Pacific Gas and Electric Company (PG&E) del centro y norte de California ha aprobado el F-150 Lightning emparejado con el sistema Intelligent Backup Power de Ford como primer modelo en participar en su programa piloto residencial Vehículo a Todo (V2X), en el que los clientes pueden inscribirse ya.
La primera fase 1 del piloto residencial V2X utilizará la carga bidireccional para probar aplicaciones de energía de reserva, como el uso del F-150 Lightning para suministrar energía a una casa durante un apagón. Las fases posteriores del proyecto piloto incluirán aplicaciones como el uso del camión para compensar el consumo eléctrico de la red durante los periodos de máxima demanda.
En el sur de California, la compañía eléctrica San Diego Gas & Electric SDG&E trabaja con Toyota Motor North America en la investigación de V2G utilizando un vehículo Toyota bZ4X y el cargador bidireccional y la plataforma V2G de Fermata Energy.
La colaboración entre SDG&E y el equipo de Soluciones de Carga de Vehículos Eléctricos (EVCS) de Toyota se centra en encontrar sinergias entre las necesidades de los propietarios de VE y la red eléctrica, y en explorar cómo comunicar a los propietarios de VE los beneficios potenciales de las capacidades bidireccionales.
«Estamos adoptando el concepto de un ecosistema electrificado completo para nuestros clientes, y la capacidad de los vehículos para integrarse con la red eléctrica es un componente esencial de este ecosistema», dijo Christopher Yang, vicepresidente de grupo de Toyota EV Charging Solutions.
«Toyota pretende capacitar a las empresas de servicios públicos para prever y aprovechar mejor el importante número de vehículos híbridos enchufables y BEV en sus redes, tanto como fuente creciente de demanda de energía como, en el futuro, de suministro energético.»
Reconociendo el potencial de las capacidades de carga bidireccionales, el fabricante de automóviles sueco Volvo ha lanzado una nueva unidad de negocio de Soluciones Energéticas para desarrollar tecnologías de almacenamiento de energía y relacionadas con la carga.
El SUV eléctrico EX90 de Volvo, cuyo lanzamiento está previsto para 2024, será el primer VE de la empresa con hardware bidireccional y soporte para un futuro software que permita la carga bidireccional y el almacenamiento directo de energía solar.
Comienzan los pilotos en las principales ciudades
Volvo está trabajando con Göteborg Energi Nät, el operador local de la red eléctrica de la ciudad sueca de Gotemburgo, para lanzar un programa piloto V2G.
El piloto utiliza un cargador de pared de CA de bajo coste para ayudar a acelerar la adopción generalizada de la tecnología entre los consumidores.
Volvo calcula que, con su objetivo de tener una flota totalmente eléctrica en 2030, tendrá una capacidad total de baterías de unos 50 GWh a mediados de la década. Aunque estos vehículos utilizarán varios teravatios hora (TWh) de electricidad al año, la carga inteligente garantizará un consumo de energía flexible.
Además, los datos de la flota Volvo muestran que el trayecto diario medio en Europa utiliza menos de 10 kilovatios hora (kWh), mientras que el 90% de todos los trayectos diarios utilizan menos de 20 kWh. Esto significa que hay una gran capacidad de batería disponible que los propietarios de VE pueden utilizar.
«La idea de construir un ecosistema energético en torno a tu coche y las baterías es que te permita ahorrar dinero y reducir tus emisiones de CO2, mientras que las empresas energéticas se benefician de menores inversiones en la red y de un menor impacto global en el medio ambiente», dijo Alexander Petrofski, director del nuevo negocio de Soluciones Energéticas de Volvo.
Además del proyecto piloto V2G, Volvo está estudiando productos V2H y servicios de vehículo a carga (V2L), que permitirían a los conductores de VE no sólo alimentar sus hogares, sino también cargar otros objetos, como bicicletas eléctricas o material de acampada.
Varios fabricantes de automóviles ofrecen carga V2L con un adaptador, entre ellos Hyundai, Kia, Genesis y Mitsubishi.
En el Reino Unido, Volvo está trabajando con la empresa de servicios públicos OVO y la empresa de software energético Kaluza para desarrollar servicios gestionados de carga bidireccional a partir de 2024. OVO y Kaluza presentaron su programa V2G en 2018. «V2X es uno de los avances más emocionantes de la transición a los vehículos eléctricos. Sabemos que la única manera de alcanzar el cero neto es crear un sistema energético inteligente, y la flexibilidad desempeñará un papel fundamental para que esto ocurra», según Alex Thwaites, Director de VE de OVO.
3 ventajas de los cargadores bidireccionales
- Gana dinero vendiendo el exceso de energía a la red
- Ahorrar dinero aprovechando las tarifas energéticas diferenciales
- Convertirse en autosuficiente energéticamente conectando las energías renovables in situ
¿Qué impulsará la adopción de la carga bidireccional?
En esta fase, la carga bidireccional requiere modelos de VE y cargadores específicos. ¿Qué animará a los fabricantes de VE, a las empresas eléctricas y a los conductores a hacer el cambio?
«Comprender las necesidades de los propietarios de BEV, sus hábitos de carga y cuándo utilizan sus vehículos será crucial para impulsar la adopción generalizada de la V2G», según Toyota.
«Casi el 80% de los propietarios cargan actualmente sus BEV en casa por la noche, cuando la demanda de la red es menor. Con capacidad bidireccional, estos vehículos podrían devolver energía a la red durante las horas de máxima demanda o en otros momentos críticos, como durante los cortes rotatorios debidos a la escasez de suministro eléctrico.»
La capacidad de suministrar energía a los hogares durante los cortes de la red es una de las principales ventajas de la carga bidireccional, sobre todo en partes del mundo donde el suministro eléctrico puede ser inestable. Cuando falla la red eléctrica, los VE equipados con capacidades V2H pueden reducir el impacto de los apagones y garantizar que los aparatos y dispositivos esenciales sigan funcionando.
Además, los propietarios de VE pueden ahorrar dinero en sus facturas de electricidad y obtener ingresos por la venta de la energía de sus baterías a la red. Por ejemplo, el programa V2G de OVO y Kaluza ha ahorrado a los conductores una media de 420 £ y hasta 800 £ anuales en sus gastos domésticos de electricidad.
Existen incentivos para que los operadores de red y las empresas de servicios públicos apoyen la carga bidireccional, ya que permite a los VE apoyar la estabilidad de la red. Durante los periodos de máxima demanda, como los días calurosos en que los aparatos de aire acondicionado funcionan a pleno rendimiento, las baterías cargadas de los VE pueden suministrar electricidad a la red.
Esto ayuda a estabilizar la red y reduce la necesidad de líneas de transmisión y distribución o centrales eléctricas adicionales a medida que aumenta la demanda y se desmantela la infraestructura anticuada, contribuyendo a un sistema energético más eficiente y sostenible.
Utilizar los VE como unidades móviles de almacenamiento en batería también puede favorecer la integración en la red de la generación intermitente de energía solar y eólica. Pueden almacenar el exceso de electricidad generada durante los periodos de alta producción renovable y liberarla cuando la producción es baja y/o la demanda es alta, evitando pérdidas de energía y llenando los vacíos de suministro.
Retos de la carga bidireccional
Aunque el concepto de carga bidireccional de los VE ofrece la posibilidad de apoyar los sistemas energéticos inteligentes, existen retos para alcanzar una adopción generalizada.
Estandarización: Los distintos fabricantes de vehículos y equipos y los proveedores de infraestructuras de carga pueden utilizar normas diferentes para la carga bidireccional, lo que limita la interoperabilidad. Se necesitarán normas coherentes para garantizar que los VE de distintos fabricantes puedan comunicarse eficazmente con las estaciones de carga y la red eléctrica.
Infraestructura de red inteligente: Es necesario integrar los flujos bidireccionales de electricidad en la red. Esto requerirá sistemas avanzados de gestión de la energía que se coordinen a la perfección entre los VE, las estaciones de carga y la red.
Tecnología de baterías: La capacidad de carga bidireccional consistente depende en gran medida de la tecnología de las baterías de los VE, ya que éstas deben soportar un almacenamiento de energía eficiente y ciclos de carga y descarga más frecuentes que los que requiere simplemente cargar y conducir un vehículo.
Ciberseguridad: A medida que los VE se conectan más con Internet, los dispositivos domésticos inteligentes y la red energética, aumenta el riesgo de ciberataques. Garantizar la seguridad de la comunicación entre los vehículos, las estaciones de carga y la red es crucial para protegerse de posibles amenazas que podrían comprometer la integridad del sistema energético.
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Lo esencial
La tecnología de los vehículos eléctricos está avanzando, y están surgiendo nuevos equipos y servicios de carga que permiten a los conductores enviar energía desde las baterías de sus vehículos a sus hogares y a la red eléctrica.
Como demuestran los proyectos piloto que están en marcha, la colaboración entre los fabricantes de automóviles, las empresas de suministro energético y los proveedores de tecnología es esencial para establecer un ecosistema de carga bidireccional seguro y sin fisuras.
Una información clara y accesible para los consumidores sobre las capacidades, limitaciones y posibles ahorros asociados a la carga bidireccional será clave para fomentar su adopción generalizada.
