Imagen: Daniel Bönnighausen

Sólo corriente continua Por qué la infraestructura de corriente continua está ganando terreno

La recarga rápida con corriente continua es la única solución económicamente viable y práctica para los espacios públicos en un futuro previsible, opina nuestro autor Christoph M. Schwarzer. También se atreve a mirar hacia un futuro más lejano y cree que la corriente continua no sólo se impondrá en los espacios públicos.

¿Corriente alterna o continua? La corriente alterna (CA) y la corriente continua (CC) fueron en su día motivo de pequeñas guerras de opiniones. Algunos estaban seguros de que instalar un gran número de puntos de carga de CA era suficiente, pero otros estaban convencidos de que los puntos de CC de alta potencia eran el único camino a seguir.

Sin embargo, los primeros días de la electromovilidad han terminado. Dada la escalada masiva, la carga rápida con corriente continua se convertirá en dominante y prevalecerá cada vez más. Cuantos más vehículos eléctricos haya, desde turismos a vehículos pesados de transporte de mercancías, más se impondrá este fenómeno: ¡no hay escalado sin CC! Sin embargo, esto no significa el fin de la caja mural de CA, que seguirá siendo la aplicación óptima en el hogar en un futuro previsible.

En la actualidad, existen cuatro áreas principales de infraestructura de tarificación:

Tarificación de larga distancia en autopistas
Cobro por oportunidad en aparcamientos de acceso público
El lugar de trabajo
Su propia casa

La recarga rápida con corriente continua es un hecho en las autopistas de largo recorrido. Si se está de viaje, sólo se quiere tener que hacer una breve pausa. En muchos casos, la gente piensa exclusivamente desde la perspectiva del usuario, es decir, centrándose en la capacidad de carga del coche eléctrico. Los sistemas de 800 voltios de la plataforma e-GMP del Grupo Hyundai marcan actualmente la pauta en el mercado de masas. La especificación de fábrica de 18 minutos para cargar del 10% al 80% suele ser alcanzable.

10 minutos hasta el 80 por ciento de SoC está a su alcance

Este valor corresponde a una tasa C de alrededor de 2,3. 4C o 5C y será algo habitual en la segunda mitad de la década. En lugar de 18, sólo se necesitarán unos buenos diez minutos o incluso menos.

Lo que es agradable para el conductor es una simple necesidad desde el punto de vista de la industria de las infraestructuras. Según la Asociación Alemana de Industrias de la Energía y el Agua (BDEW), el 1 de octubre circulaban por las carreteras alemanas 1,3 millones de coches eléctricos. Eso corresponde a cerca del 2,7% del mercado. Las cosas se pondrán difíciles si hay un 30%, 50% o 100% de VE, además de miles de camiones. El espacio para instalar puntos de recarga a lo largo de las autopistas es limitado y, además, cuesta dinero alquilarlos o comprarlos.

Las colas son ya una realidad los viernes o domingos por la tarde en Alemania. La consecuencia: como cada vez hay más coches eléctricos en la carretera, hay que cargar la mayor cantidad posible de energía eléctrica lo antes posible. De lo contrario, el sistema no funcionará.

Lars Walch, Vicepresidente de Ventas E-Movilidad de EnBW (Energie Baden-Württemberg AG), considera que la carga rápida en CC es "la mejor experiencia para el cliente". EnBW desempeña un papel único porque opera según la tradición de una empresa de servicios públicos. Produce y distribuye electricidad y está acostumbrada a pensar a largo plazo para su infraestructura.

Todos apuestan por DC

A largo plazo, sólo la recarga con corriente continua ofrece a los operadores la perspectiva de obtener beneficios de sus inversiones en parques de recarga, estaciones transformadoras, cimientos y tejados. Walch sabe que se puede ganar dinero con la infraestructura de recarga, pero eso aún está por llegar. Mientras tanto, EnBW ha puesto en marcha al menos un emplazamiento (de media) por día laborable en 2023, todos ellos de corriente continua.

Si observamos el mercado, vemos que los principales competidores de EnBW proceden de la industria automovilística (Ionity y Tesla) o de la petrolera (Aral Pulse de BP y Shell Recharge). Las compañías petroleras se están preparando claramente para el día en que sean demandadas en algún tribunal internacional por décadas de emisiones de CO2 y necesiten una estrategia de defensa.

En este contexto, no debemos pasar por alto los numerosos servicios públicos municipales de Alemania. También aquí se está imponiendo la idea de que la recarga pública no puede realizarse con columnas de CA poco rentables, sino sólo con aparcamientos de CC. La CA es una pérdida de espacio y tiempo de aparcamiento.

Las columnas HPC en los supermercados tienen un gran potencial

En cualquier caso, la utilización de la capacidad se sitúa en un 12% constante, afirma el BDEW. En otras palabras, si el número de coches eléctricos y de puntos de recarga está creciendo, pero la utilización de la capacidad se mantiene sin cambios, esto sugiere un ritmo de expansión razonable y no un exceso de uno u otro. Aunque algunos nos hagan creer que Alemania se dirige directamente hacia un apagón, no es así. Al contrario. El país va por buen camino.

El elemento más crucial para las zonas urbanas y densamente pobladas es la recarga de oportunidad en los aparcamientos de recarga de corriente continua de propiedad privada y acceso público. En otras palabras: en el aparcamiento del supermercado. Aquí existe un enorme potencial que los propietarios están aprovechando cada vez más. Ya no es una visión de futuro que los propietarios de VE prefieran conducir hasta un centro comercial donde puedan llenar su batería de tracción mientras compran.

Ese puede ser incluso el caso en las zonas rurales, donde la mejor solución es disponer de una plaza de aparcamiento propia con una caja mural de corriente alterna. Pero no todo el mundo dispone de uno. Incluso en la ciudad, el transporte público no sustituye a la propiedad del coche. Eso sólo se aplica a determinados grupos de movilidad en el epicentro de las grandes ciudades.

En las regiones metropolitanas, habrá recarga de oportunidad en los parques de recarga públicos de los centros comerciales y en los parques de recarga gestionados por la industria petrolera. El suelo nunca ha sido tan valioso: cualquiera puede ver cómo una hilera de surtidores de gasolina de Aral y Shell está siendo sustituida por puntos de recarga. Y luego viene la siguiente.

Hasta aquí, todo está claro: debido a la escasez de espacio y a la escalada de la electromovilidad, no hay forma de evitar la carga de corriente continua más rápida posible. Lleva ocurriendo mucho tiempo y lo será aún más con el telón de fondo de la Sistema de carga de megavatios (MCS) para camiones eléctricos. Y si los picos de carga en la red de alta tensión resultan demasiado caros, habrá que construir sistemas estacionarios de almacenamiento intermedio.

¿Carga de corriente continua en el aparcamiento de la empresa?

Pero eso no importa en el aparcamiento de la empresa. Aquí puede enchufarse cómodamente a cajas de pared con corriente alterna. ¿Verdad?

Eso tampoco es seguro. Proyectos como Ir a EV sostienen que, a partir de cierto tamaño, ya no es más caro depender de la corriente continua en lugar de la alterna. El principio se denomina Dockchain: una especie de cargador principal suministra electricidad a muchos puntos individuales de CC en función de la demanda. El sistema puede ampliarse de forma flexible y ofrece la opción de carga rápida cuando sea necesario.

Por tanto, no es en absoluto inamovible que los aparcamientos de las grandes empresas tengan que estar equipados con un gran número de puntos de CA. Probablemente se trate sólo de una solución provisional.

Lo que queda es la aplicación doméstica. Ahí es donde la mayoría de la gente carga. En ningún lugar la caja mural de CA estará en funcionamiento tanto tiempo como en su propio garaje. Aunque aquí se convierten cantidades comparativamente pequeñas de electricidad, no se trata de eso. Los propietarios particulares pueden cargar tan despacio como quieran. Por cierto, también protege la batería de tracción y favorece así su durabilidad.

Cada vez más cajas murales de corriente continua demostrarán pronto que aquí tampoco se ha dicho la última palabra: son las más adecuadas para la carga bidireccional.

La empresa alemana 1komma5 Grad ofrece un ejemplo de lo que podría ser un sistema doméstico avanzado a medio plazo. El conjunto se vuelve interesante cuando se combina un coche eléctrico con capacidad de carga bidireccional con una caja mural de corriente continua, un sistema fotovoltaico y una unidad de almacenamiento intermedio estacionaria.

Las cajas murales de CC siguen siendo la excepción, y además son caras. El argumento a favor de la CC: tanto el sistema fotovoltaico como la batería de tracción funcionan de todos modos con corriente continua. Así se evitan las pérdidas de conversión de CC a CA y viceversa. Este factor es sin duda relevante. La cuestión económica ahora es hasta qué punto los fabricantes de las cajas murales de CC consiguen reducir los costes.

Si es así, las cajas murales de CA también perderán terreno en el sector privado. Pero probablemente después de 2030.

La industria automovilística estaría encantada si pudiera prescindir finalmente del cargador interno de CA. No importa de qué continente proceda el fabricante: si es posible prescindir de un componente que cuesta dinero, ocupa espacio de instalación y pesa mucho, la industria automovilística estará encantada de hacerlo. Un cargador típico de 11 kW cuesta ahora menos de 200 euros. Todo suma si se puede ahorrar millones de veces.

Como resultado, es plausible asumir la corriente continua sólo en un escenario con un 100% de vehículos eléctricos. Eso podría llevar mucho tiempo, quizá hasta 2050. Pero no está descartado.

5 Comentarios

acerca de "Sólo corriente continua Por qué la infraestructura de corriente continua está ganando terreno"

28.12.2023 um 01:00

Lo siento, tengo que discrepar con este análisis en varios puntos.En primer lugar: Las unidades de CC son mucho más caras que las de CA. Según una búsqueda en Internet, las unidades de CC de 25 kW cuestan entre 9.000 euros (ABB Terra) y 5.000 euros (Hydra Dion). Por contrato, algunas unidades de CA cuestan menos de 500 euros. Esto es un factor de 10 y, si estamos comparando la instalación de estas unidades de igual a igual, estaría loco si eligiera las unidades de CC. Se podría argumentar que el coste de la tecnología de CC podría bajar, al igual que el de la CA, y que usted podría instalar un tipo de unidad diferente a las que hay actualmente en el mercado, pero éste es el estado actual de la técnica.Además, los cargadores de a bordo de mayor potencia son cada vez más comunes. Renault ha instalado al menos 22 kW de carga de CA en cada uno de sus BEV fabricados, el Volvo EX30 tiene 22 kW de serie, al igual que los nuevos Smart EV. Los cargadores de a bordo son un espacio de aplicación en el que la nueva tecnología de semiconductores de nitruro de galio apunta a la adopción, aumentando el coste del dispositivo semiconductor pero disminuyendo el tamaño y el coste del núcleo del transformador necesario, además de mejorar la eficiencia del sistema.Hay grandes posibilidades de cambio en los centros de recarga públicos (sobre todo de corriente continua, pero también de corriente alterna). En la actualidad, los centros de recarga rápida de CC dependen de un transformador específico para reducir la tensión de la red de distribución de media tensión (~11kV) a baja tensión (415V de línea a línea, 240V de línea a neutro), y la etapa de conversión de CA a CC sigue necesitando una alimentación de entrada de 415V. Esto añade costes, tanto en el hardware de alta corriente como en el transformador dedicado. Además, la mayoría de los sistemas de cargadores disponibles en la actualidad están diseñados para un sistema cerrado de dispensadores de CA a CC y de CC a CC, con un número máximo de unidades de CC a CC, un alcance limitado para integrar el almacenamiento en baterías a la microrred de CC y ninguna oportunidad de ampliar la microrred de CC con más unidades de CA a CC. Los fabricantes de cargadores tienen que ofrecer avances tecnológicos: Unidades CA-CC que puedan conectarse directamente a 11 kV, sistemas de compartición de microrredes de CC que puedan ampliarse a un número arbitrario (o al menos mucho mayor) de unidades CA-CC y CC-CC, y una integración más sencilla con las unidades de almacenamiento de energía. Supongo que los fabricantes de cargadores (ABB, Tritium, Alpitronic, etc.) lo están investigando actualmente.Este tipo de sistema parece similar a lo que propone Go Eve, pero me cuesta ver cómo puede competir con la CA en costes. Un punto de recarga de CA es extremadamente sencillo, consiste en poco más que un relé y un generador de onda cuadrada. Para suministrar suficiente energía de CA para un centro de recarga (por ejemplo, el centro de recarga de un supermercado o el aparcamiento de un lugar de trabajo) se necesitaría también un transformador dedicado, similar a los sistemas de CC existentes, pero el coste de un surtidor de CA es entonces extremadamente bajo. Aunque el coste de un surtidor de CC puede reducirse compartiendo la unidad de CA-CC y conectándose a una microrred de CC, me cuesta ver cómo se puede equiparar el coste con el de un surtidor de CA. El dispensador de CC siempre incluirá un transformador, dispositivos semiconductores y un microcontrolador, y el coste del transformador y los semiconductores aumentará con la potencia. Las oportunidades de ingresos del emplazamiento mejoran si los surtidores de CC pueden suministrar más de 22 kW, pero esto también hará subir el precio de las unidades.Debo señalar que los sistemas de CA parecen ir a la zaga de los de CC en el reparto de potencia. Como la recarga de CC consiste en pequeños jardines amurallados tecnológicos, han podido desplegar acuerdos rudimentarios y propietarios de reparto de energía. Tecnológicamente hablando, los surtidores de CA deberían ser capaces de compartir exactamente el mismo tipo de energía, con protocolos como el OCPP que lo permiten, pero la tecnología aún no se ha desplegado realmente de esta manera.Por último, la integración de un cargador mural de CC en un sistema energético doméstico es una perspectiva atractiva, pero esto depende de que la vivienda ya esté equipada con un inversor (y uno que admita una alimentación adicional de CC). Esto variará según el mercado: Yo vivo en el Reino Unido, donde pocas casas están equipadas con energía solar, aunque deduzco que la energía solar en los tejados es más común en lugares como Alemania. También es importante entender la tecnología subyacente: CHAdeMO ha soportado la transferencia bidireccional de energía desde que se introdujo, pero CCS sólo la soporta desde hace un año y medio, desde que se actualizó el protocolo de comunicaciones cargador-vehículo ISO 15118. La actualización de la norma ISO 15118 también incluyó comandos para la transferencia bidireccional de potencia de CA, incluidas solicitudes de potencia activa y reactiva, solicitudes de frecuencia y un modo de formación de red. En los casos en los que una casa no esté ya equipada con un inversor, actualizar un wallbox de CA a uno que soporte las comunicaciones digitales ISO 15118-20 será mucho más barato que instalar un inversor en el edificio. El cargador de a bordo del VE tendrá que actualizarse para que sea bidireccional, pero esta adaptación no es muy cara, y allí donde se ha ofrecido como V2L, los clientes se han mostrado interesados en la actualización. El Grupo Hyundai está abriendo el camino, habiendo realizado estudios de V2G de CA en Utrecht.Por todas estas razones, predigo que la infraestructura de recarga de CC seguirá limitada a la recarga de alta potencia (50 kW y más) en autopista. Mientras tanto, los cargadores a bordo capaces de transferir 22kW y/o energía bidireccional serán cada vez más comunes, y la infraestructura de carga se desplegará como unidades dispensadoras de CA de 22kW. Para la recarga bidireccional doméstica, predigo que dominarán los sistemas acoplados de CA, utilizando wallboxes con capacidad ISO 15118-20 y cargadores V2L a bordo.

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Páv

04.01.2024 um 09:22

Una microrred de CC con varios armarios de CA a CC alimentando la misma microrred es exactamente lo que es una instalación más grande de Tritium Veefil-PK. O el Supercargador Tesla V3. Esto se ha hecho, y no parece económicamente superior a una carga equilibrada todo-en-uno unidades, ver todos esos grandes sitios alpitronic en Europa continental.Equilibrar la carga de puntos de CA sobre OCPP es común, de hecho cualquier despliegue de CA no trivial ya lo tiene. Nadie reservará 100 veces 22 kW para CA en el aparcamiento de una empresa.Y usted se ha perdido el panorama general. Comercialmente, la carga como negocio principal, la CA no es rentable y nunca lo será, no importa que las unidades sean más baratas, porque la cantidad de energía que se puede vender es mucho menor que en CC. Así que sí, seguiremos viendo la CA como una amenidad que pierde dinero en los destinos. Pero creo que la AC en la calle desaparecerá en el momento en que los ayuntamientos empiecen a subvencionarla.

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Alex

28.12.2023 um 12:54

Yo veo el problema contrario. Hay muchas estaciones de recarga nuevas y bonitas cerca de mí (en Alemania), pero siempre están vacías. Una utilización de 10% a 12% no es forma de llevar un negocio. Peor aún, están cobrando la tarifa estándar (cara) todo el tiempo, incluso cuando los precios mayoristas son negativos (y la red está desesperada por deshacerse del excedente de electricidad). Las estaciones de carga de corriente continua tienen que ofrecer precios dinámicos, y tentar a la gente a llevar sus coches los domingos por la noche y salvar la red.

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Rick Collins

30.12.2023 um 22:35

No pude encontrar mucho de valor para leer en el primer cuarto del artículo, así que me retiré. He aquí un simple hecho, la electricidad se distribuye a nuestros hogares, centros comerciales y prácticamente a cualquier otro lugar en el que queramos cargar, como CA. La única razón por la que utilizan CC para cargar a las tasas más rápidas, es porque se requiere un convertidor de CA a CC. El equipo para hacer eso en las tasas de vataje más altas (75 kW y superiores) es voluminoso, pesado y caro. Así que, en su lugar, colocan este equipo en el lugar de carga, ahorrando dinero y proporcionando más espacio y capacidad de peso en el VE.No es necesario profundizar en los detalles de la rentabilidad de las empresas de recarga. Siempre habrá a modos de recarga fuera de casa. El nivel 2 se utilizará en aparcamientos estándar donde el coste del cargador no supere el coste de la plaza de aparcamiento. La carga de nivel superior se utilizará sobre todo cerca de las autopistas, donde la gente necesita cargarse rápidamente, igual que hacen los coches de gasolina en los viajes por carretera.

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Terry

30.12.2023 um 23:15

Además, este empuje de carga muy rápida en corriente continua está bien para algunos, pero yo preferiría a menudo una carga de 45 minutos a una hora para poder parar a comer o hacer la compra sin tener que mover el coche. Unos 22kw estarían bien para esto y un cargador de bajo coste permitiría disponer de más plazas de aparcamiento.

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