La energía solar para cargar su automóvil eléctrico es posible, dicen los investigadores. Así es cómo

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Marzo 18th, 2022

Los investigadores han investigado hasta qué punto los propietarios de coches eléctricos pueden cargar sus vehículos con energía solar procedente de su propio sistema fotovoltaico.

 


 

  • La carga fotovoltaica (PV) es cuando la luz del sol se convierte directamente en energía, un sistema que está aumentando rápidamente en popularidad para los vehículos eléctricos (EV).
  • Un equipo de investigación ha examinado recientemente hasta qué punto los propietarios de vehículos eléctricos pueden cargar sus automóviles con la energía de su propio sistema fotovoltaico.
  • Dado que la carga debe realizarse durante el día, no es descabellado suponer que esto podría ser una falla importante en el sistema.
  • Pero los investigadores encontraron que, en ciertas circunstancias, la energía fotovoltaica podría usarse para cargar vehículos eléctricos el 90% del tiempo.

 

Un automóvil eléctrico que funciona con energía fotovoltaica suena atractivo. Pero, ¿es realmente posible disfrutar de la flexibilidad con un vehículo cargado a través de un sistema fotovoltaico doméstico? Un equipo de investigación de ETH ha llegado a algunas conclusiones sorprendentes.

 

El área de la energía fotovoltaica (PV) está aumentando rápidamente en popularidad, y en Suiza ya cubre el 5% del consumo de electricidad del país. La electromovilidad también está experimentando un fuerte crecimiento: actualmente hay 70,000 200,000 vehículos eléctricos puros en las carreteras suizas, más 2 XNUMX híbridos. Martin Raubal, profesor de ingeniería de geoinformación en ETH Zurich, acoge con satisfacción el desarrollo: “El sector de la movilidad es responsable de aproximadamente un tercio de los gases de efecto invernadero en Suiza. La electromovilidad es una forma de reducir las emisiones de COXNUMX del transporte”.

 

Energía solar y movilidad eléctrica: una combinación perfecta

 

Un equipo de investigación dirigido por Raubal ahora ha unido el crecimiento de la energía fotovoltaica y la electromovilidad en un enfoque hipotético. Los científicos 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 de la red convencional. Muchas personas se muestran escépticas sobre el concepto de carga con energía fotovoltaica: "¿Cómo puedo usar mi coche eléctrico si tengo que cargarlo durante el día mientras brilla el sol?" es una respuesta común.

 

El estudio de los investigadores de la ETH contribuye en gran medida a contrarrestar este escepticismo: “Nuestros resultados muestran que los propietarios de vehículos eléctricos pueden utilizar sus coches sin restricciones particulares, cargándolos en gran medida con su propia energía fotovoltaica, incluso sin almacenamiento intermedio, ” dice Henry Martin, resumiendo el principal resultado del estudio. Martin es estudiante de doctorado en el Instituto de Cartografía y Geoinformación de ETH Zurich y realiza investigaciones en el Instituto de Investigación Avanzada en Inteligencia Artificial (IARAI) en Viena. El estudio de los científicos de la ETH acaba de ser publicado en la reconocida revista Revisiones de energía renovable y sostenible.

 

Cálculo del rendimiento de la energía solar

 

El estudio se centró en 78 usuarios de movilidad eléctrica, que por lo general vivían en una vivienda unifamiliar y utilizaban con frecuencia sus vehículos durante el día. Su comportamiento de usuario se registró meticulosamente durante 10 meses, lo que permitió a los investigadores de ETH saber cuándo se conducían los autos eléctricos, cuándo estaban parados y cuándo se cargaban. Los datos de los usuarios procedían del proyecto “SBB Green Class”, en el que los particulares podían comprar un paquete de movilidad compuesto por una tarjeta de viaje GA y un coche eléctrico, incluida una estación de carga privada.

 

La mayoría de los propietarios cargaban sus coches eléctricos en la estación de carga de su casa con electricidad de la red. ¿Habrían podido utilizar sus coches con la misma flexibilidad si los hubieran cargado con energía de su propio sistema fotovoltaico? Para responder a esta pregunta, el investigador compañero de Martin, René Buffat, equipó las casas de los 78 propietarios de vehículos eléctricos con un sistema fotovoltaico hipotético: identificó las casas a través de sus direcciones, reconstruyó el área de techo disponible utilizando datos geoespaciales y la cubrió virtualmente con paneles solares. . Utilizando datos meteorológicos históricos con una resolución de 30 minutos, Buffat calculó el rendimiento potencial de energía solar, teniendo en cuenta factores como la sombra de los edificios y árboles vecinos.

 

Diferentes estrategias de carga

 

Con base en el cálculo de este modelo, los investigadores de ETH pudieron determinar cuánta energía fotovoltaica estaba disponible para cada propietario de automóvil eléctrico en un momento dado para cargar su vehículo. Asumieron que la energía se usaría principalmente para cargar el vehículo eléctrico. La potencia máxima de carga en el modelo fue de 11 kilovatios (kW). Dependiendo de la casa, los sistemas fotovoltaicos tenían una potencia máxima de 5 a 25 kW, que normalmente era suficiente para cargar el coche a plena potencia bajo el sol.

 

Para cuatro estrategias de carga diferentes, los investigadores calcularon la proporción de energía fotovoltaica doméstica requerida para cargar los autos eléctricos sin ningún cambio en el comportamiento de movilidad del usuario. En el primer caso, se cargaron al mismo tiempo que antes con electricidad de la red, pero ahora con energía fotovoltaica, si está disponible. El resultado fue aleccionador: en promedio, solo el 15% de los requisitos anuales de electricidad se cubrieron con energía fotovoltaica (el resto con electricidad de la red).

 

La segunda estrategia de carga, en la que un control inteligente simple (carga inteligente) garantizaba que la batería se cargara siempre que hubiera energía fotovoltaica doméstica disponible, tuvo un resultado diferente. En este caso, más de la mitad (56%) de las necesidades eléctricas se cubrieron con energía fotovoltaica doméstica, sin necesidad de almacenamiento temporal. “Nos sorprendió la alta proporción”, dice Martin. “La carga inteligente puede aumentar significativamente el consumo doméstico de energía fotovoltaica, y el vehículo se puede utilizar con la misma flexibilidad que si se cargara con la red eléctrica”.
 

La carga inteligente es el futuro

 

Si se explota constantemente el potencial del control inteligente (la tercera estrategia de carga), los vehículos eléctricos pueden incluso cargarse con energía fotovoltaica doméstica hasta el 90 % del tiempo. Si la energía fotovoltaica se almacena en una unidad de almacenamiento (cuarta estrategia de carga), los vehículos se pueden conducir casi exclusivamente con energía solar. Sin embargo, los investigadores de ETH son ambivalentes sobre el almacenamiento intermedio. Aunque el consumo doméstico de energía fotovoltaica verde se puede aumentar ligeramente, el equilibrio de sostenibilidad del sistema de carga en su conjunto se ve afectado por el hecho de que la producción de unidades de almacenamiento de electricidad genera cantidades importantes de CO2.

 

“Nuestro estudio de caso demuestra el potencial de la carga inteligente para un suministro de energía renovable descentralizado y amigable con la red que se ha explotado muy poco hasta ahora”, dice Raubal. Su grupo de investigación está trabajando actualmente en el desarrollo de estrategias de aprendizaje automático con el fin de predecir el rendimiento fotovoltaico y el comportamiento del usuario con la mayor precisión posible. Estas estrategias forman la base del desarrollo de algoritmos de carga inteligente, que se espera que pronto se utilicen como estándar en las estaciones de carga para vehículos eléctricos.
Este artículo fue publicado originalmente por el Foro Económico Mundial, el 08 de enero de 2022 en colaboración con ETH Zurich., y se ha vuelto a publicar de acuerdo con las Licencia pública internacional Reconocimiento-No comercial-Sin derivados 4.0 de Creative Commons. Puedes leer el artículo original aquí. Las opiniones expresadas en este artículo pertenecen únicamente al autor y no a WorldRef.


 

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