La movilidad eléctrica y los edificios inteligentes deben ir juntos en el espacio urbano. Y para ello, es imprescindible contar con una infraestructura de carga sólida y potente. ¿Quieres saber cómo? Quédate y descúbrelo.

Hoy es el día de Cero Emisiones (Zero Emissions Day). Y para lograr la neutralidad en la movilidad urbana existen, como sabemos, los vehículos eléctricos. La tendencia actual hacia la movilidad eléctrica va acompañada, por supuesto, de una creciente demanda de la correspondiente infraestructura de recarga. Los edificios inteligentes desempeñan un papel fundamental en el sector de la movilidad eléctrica. Sí, has leído bien. Los Smart Building son fundamentales para potenciar los vehículos eléctricos. ¿Y por qué? Porque es fundamental integrar en la gestión de edificios todas las tecnologías inteligentes asociadas a la carga de estos vehículos, debido a su enorme potencial, incluso para la estabilidad de la red local y regional. No te vayas, que aún queda mucho de qué hablar.

Movilidad eléctrica y edificios inteligentes: una nueva necesidad para satisfacer

Para entender el potencial de la infraestructura de recarga en los vehículos eléctricos, primero es necesario indagar sobre el antecedente de esta ola hacia la transición energética. Y es que el número de vehículos eléctricos no para de crecer constantemente. Sólo en España, ya hay 180.000 vehículos eléctricos, pero nuestro país tiene como objetivo contar con 5 millones de vehículos eléctricos (puros e híbridos enchufables) en las calles para 2030. Para poder cubrir las necesidades del coche eléctrico es necesario:

  • Por un lado, una fuente de energía distribuida que puede proporcionarse, por ejemplo, en forma de baterías instaladas en los vehículos (carga bidireccional).
  • Por otro lado, una potente infraestructura de recarga. Según la Asociación Española de Fabricantes de Automóviles y Camiones (ANFAC) y la patronal de concesionarios (Faconauto), se necesitarán hasta 340.000 puntos de recarga de acceso público para vehículos eléctricos en 2030.

Un gran porcentaje de estos puntos de recarga se instalarán en edificios y en sus inmediaciones: por ejemplo, en centros comerciales, aparcamientos y en las instalaciones de las empresas. Sin embargo, la carga máxima y el consumo de energía en estos lugares aumenta con cada sesión de carga. Las redes eléctricas convencionales para edificios no están diseñadas para satisfacer estas demandas, especialmente porque en la mayoría de los casos se trata de edificios existentes. Y por ello, debemos construir edificios inteligentes adaptados a esta nueva necesidad. Veamos por qué:

  • En la práctica, cargar simultáneamente 20 coches electrónicos (a 11 kw cada uno) supondría un pico de 220 kilovatios (kWp).
  • Con 40 vehículos, el pico llegaría a 440 kWp. En algunos casos, esto sería el doble del valor de rendimiento del perfil de recarga de un edificio medio.
  • En otras palabras, la capacidad de la red eléctrica no sería suficiente, y el coste del aumento de recarga para los usuarios sería desproporcionadamente alto.

¿Cómo podemos solucionar este problema? Integrando la red de recargas en la gestión de edificios.

La gestión dinámica de carga

Veamos diferentes soluciones para esta problemática:

  1. En teoría, una ampliación de la red podría ayudar en estos casos. Sin embargo, sería extremadamente caro y llevaría mucho tiempo, suponiendo que el operador de la red fuera capaz de llevarlo a cabo.
  2. Una solución más asequible es la gestión de los picos de carga, cuyo objetivo es controlar activamente el consumo de energía para evitar los picos de consumo, lo que a su vez reduciría las tarifas de demanda del proveedor de energía. La desventaja de este modelo es que sólo pueden aplicarse eficazmente pequeñas capacidades adicionales.
  3. La tercera opción, la más prometedora, es la gestión dinámica de la carga, que controla de forma inteligente hacia dónde fluye la energía disponible. Por ejemplo, los coches eléctricos de un parque móvil pueden cargarse durante la noche en el aparcamiento subterráneo de un edificio de oficinas, y la energía no utilizada puede almacenarse en baterías.

Para modelar este tipo de gestión dinámica de la carga puede emplearse un potente sistema central de gestión de edificios. Una plataforma de gestión de edificios integrada, escalable y abierta permite integrar diversas tecnologías.

Cómo lograr una carga rápida del vehículo eléctrico

Esta es la gran cuestión. Cómo cargar rápidamente un vehículo eléctrico. Comencemos por lo básico, definir la velocidad de carga, que siempre viene determinada por dos factores:

  • El cargador de a bordo.
  • La potencia de la estación de carga.

En el extremo de la red, la energía es siempre corriente alterna (CA); en el extremo de la batería, es corriente continua (CC). La conversión puede producirse en el vehículo (carga de CA) o en el punto de carga (carga de CC), lo que permite mayores capacidades de carga. Por ejemplo, el tiempo de carga de una batería de 75 kW puede variar entre 35 minutos y 20 horas, según la tecnología de carga. Veamos varios casos:

  1. En el caso más sencillo (con el mayor tiempo de carga), la carga se realiza a través de una toma de corriente doméstica estándar, que corresponde tecnológicamente a una conexión monofásica de 16 A (amperios) con una potencia máxima de 3,7 kW. Por razones de seguridad contra incendios, esto no es recomendable para períodos de carga más largos.
  2. Sin embargo, con una caja de pared de CA compacta, se pueden conseguir capacidades de recarga de hasta 22 kW (con una conexión trifásica y una corriente de 32 A) en el propio garaje del usuario o en plazas de aparcamiento individuales, con un tiempo de carga comparable de sólo 3,5 horas (dependiendo del tamaño de la batería y del estado de carga (SOC)). Para las zonas públicas y los aparcamientos, se pueden alojar dos puntos de carga de CA de 22 kW cada uno en un poste de carga de diseño atractivo.
  3. Sin embargo, para una verdadera carga rápida, las soluciones de corriente continua son indispensables, sobre todo teniendo en cuenta las crecientes capacidades de las baterías. Al mismo tiempo, es esencial que las capacidades disponibles se aprovechen de forma óptima durante la carga rápida.

Y señoras y señores, esto es posible gracias a la asignación dinámica de energía, que Siemens está implementando por primera vez para las estaciones de carga gracias a un nuevo desarrollo. En este caso, se tiene en cuenta la demanda de energía de cada vehículo conectado, y el proceso de carga se adapta automáticamente a la capacidad de carga y al estado de carga de cada vehículo. Esto permite utilizar de forma óptima las capacidades de carga existentes, ya que garantiza que cada batería recibe exactamente la energía que necesita en ese momento.

Como hemos visto, el hardware y el software son componentes importantes en el desarrollo de conceptos de electromovilidad, pero no son los únicos. Por ello, Siemens adopta un enfoque integral y cubre todo el proceso con servicios y soluciones que van desde la planificación inicial hasta el funcionamiento posterior. Esta estrategia holística también tiene en cuenta la protección contra incendios.

Los complejos requisitos de la movilidad eléctrica exigen soluciones que protejan los edificios y las infraestructuras de carga, al tiempo que gestionan la distribución de energía y el proceso de carga. Esta es la única manera de garantizar que la movilidad eléctrica siga ganando terreno en el futuro y pueda contribuir al éxito de la transición energética.