Paradójicamente, en este tipo de ciudades, muchas de las personas que se desplazan a diario, lo hacen por motivos de trabajo hacia otras poblaciones de su alrededor y/o zonas industriales cercanas, con medias de desplazamiento de entre 15 a 80 km por lo que suelen tener consumos diarios de 5 a 15 kWh.
Para este tipo de usuarios, la recarga en el entorno laboral es una solución ideal. Efectivamente, una pérgola fotovoltaica para poder dejar el vehículo a la sombra, evitando su degradación acelerada por efecto de la radiación ultravioleta, puede albergar 3 kWp de potencia pico con valores de generación diaria de entre 12 y 20 kWh/día dependiendo de su ubicación y de la época del año. Con esta energía producida justo a pocos centímetros del techo de los vehículos podemos recargar el equivalente a entre 1 y 5 días de la necesidad de estas personas, simplemente incorporando la recarga en la propia estructura.
Es cierto que no todas las empresas o edificios cuentan con un espacio de aparcamiento exclusivo para sus trabajadores, pero tampoco esta sería una barrera infranqueable ya que, generalmente, en las áreas de trabajo se pueden localizar terrenos no edificados en los que crear este tipo de centros de recarga laboral que vía suscripción pueden ser explotados por entidades gestoras de polígonos industriales, operadores de recarga, empresas públicas de gestión de aparcamientos, etc.
Para este tipo de recarga, la solución ideal, es la recarga de baja potencia en corriente alterna, 16 A monofásicos, con una potencia de 3,6 kW compatibles con todos los modelos en el mercado tanto de vehículos 100% eléctricos como híbridos enchufables, de esta forma y con una buena gestión inteligente, a través de un EMS (Energy Management System) podemos ajustar, de forma dinámica, los niveles instantáneos de potencia de recarga a los niveles de producción de potencia en función de la intensidad de radiación solar a lo largo del día.
En lugares en los que además coincida una situación con restricciones de acceso y conexión a la red eléctrica, estos centros de recarga laboral pueden llegar a funcionar tomando muy poca potencia de red o incluso ser totalmente autónomos mediante la incorporación de baterías de acumulación.
Si tomamos como ejemplo una zona de aparcamiento para 10 vehículos de la sede de Circutor, en Viladecavalls, cubierta con una pérgola que también vuela sobre un paso de personas hacia la cantina de la empresa, podemos ver, a través de un informe diario generado de forma automática por Power Studio Scada, el balance obtenido.
En las gráficas de la figura podemos observar diferentes comportamientos, previamente programados en los algoritmos de gestión energética que se van adaptando en base a la experiencia recopilada.
Entre las 06:30 y las 16:00 horas las columnas en color azul indican la energía destinada a la recarga de vehículos eléctricos a lo largo de la jornada (a primera hora, la recarga de los vehículos del SAT que han de salir temprano a realizar acciones en campo fuerza la descarga de la batería, columnas en color naranja).
Hacia las 09:00 horas la batería del sistema se ha descargado por completo, se puede observar la caída del SoC (State of charge) desde el 100% asegurado por la red en hora valle de tarifa hasta el 5% de, habiendo entregado un total de 73 kWh que sumados a los 15 kW de conexión a red han permitido mantener en todo momento una potencia límite de recarga (LIM RVE) de 70 kW.
En el momento en que la radiación solar (curva FV) inicia la generación fotovoltaica, se puede incrementar la potencia límite de recarga, modulando la potencia absorbida por los vehículos de flota y personas trabajadoras, así como realizar puntuales recuperaciones de la batería.
Dado que la gráfica corresponde a un día de fuerte nubosidad, e incluso de lluvia en las horas centrales del día, a las 18:00 horas, cuando ya se marchan los vehículos bajo la pérgola y la radiación solar se esfuma por ser un día de inicios del mes de marzo, la batería se ha recuperado parcialmente, hasta alcanzar un SoC del 40%, en un día soleado la recuperación hubiese sido completa
¿Qué hacer con nuestra batería si ya no se requiere su servicio para asistir la recarga?
Ante esta cuestión se pueden definir diferentes escenarios. El más conservador sería mantenerla cargada hasta que se inicien las nuevas sesiones de recarga, generalmente, a primera hora de la mañana siguiente. O bien, cubrir el consumo del edificio en hora de tarifa elevada (pico) para después recuperarla partir de las doce de la noche, en período P6 y quedar preparados para iniciar un nuevo día de servicio.
En este proyecto, con el objetivo de acelerar la amortización de la batería y dada la elevada diferencia entre el coste de la electricidad a las horas de la tarde, tras la puesta del sol, y el resto de horas del día se ha optado por esta regulación más compleja, en la que la batería se descarga siguiendo la potencia de consumo del edificio hasta alcanzar un SoC mínimo del 20% que permitiría cubrir, en caso necesario, alguna carga esporádica, no programada, por parte del personal de seguridad y/o mantenimiento de la planta.
Para permitir tener una mejor comprensión de este proyecto demostrador de recarga laboral alimentado por pérgola fotovoltaica y asistido por batería estacionaria se detallan a continuación algunos datos de los equipos instalados:
- Pérgola fotovoltaica:
Potencia pico instalada: 53 kWp
Potencia nominal de inversor: 50 kVA
Ocupación: 250 m2 (equivalente a 20 plazas de aparcamiento) - Acumulación de energía:
Capacidad nominal de acumulación: 73 kWh
Capacidad neta utilizable: 95 %
Potencia de intercambio carga/descarga: 50 kVA
Tecnología de celdas: Iones de Litio con cátodo de Níquel, Manganeso, Cobalto (NMC) - Soluciones de recarga integrada:
Puntos de recarga lenta AC monofásicos: 6 x 7,36 kW
Puntos de recarga lenta AC trifásicos: 1 x 22 kW
Puntos de recarga rápida DC: 1 x 50 kW - Sistema de modulación de potencia de recarga:
DLM (Dynamic Load Management) - Sistema de gestión energética:
EMS con programación Node Red y conexión a plataforma de datos en la nube - Sistema de identificación de usuarios acreditados para la recarga y facturación:
Plataforma COSMOS - Identificación de puntos mediante código QR
Accionamiento de sesiones de carga a través de App customizada - Sistema de monitorización y generación de informes:
Aplicación en Power Studio Scada
Este proyecto, demostrador, no sólo ha permitido la definición y depuración de los algoritmos estáticos para la optimización en la gestión energética de una solución de recarga laboral, ideal para cubrir las necesidades de las personas que carecen de su propia infraestructura doméstica sino también para cubrir las necesidades de flota de las empresas y avanzar en la incorporación de estrategias de predicción de producción solar y demanda con las que anticipar el estado de recuperación nocturna de la batería de acumulación.
En breve plazo, este tipo de proyectos, que suelen tener una disponibilidad mayor en fines de semana y períodos vacacionales, podrá ser integrado a través de un agregador de la demanda para atender ofertas de los mercados de flexibilidad y capacidad cuya regulación está avanzando para armonizarse con las directivas europeas.
Artículo escrito por:
Circutor
