Afortunadamente, el costo de los sistemas de baterías para el hogar también disminuirá a medida que se utilicen más vehículos eléctricos, y algunas empresas de automóviles, como Nissan, están reciclando baterías de automóviles usadas en sistemas para el hogar. Estas baterías de segunda vida seguramente serán la forma de hacer que las baterías domésticas sean más asequibles. Pero, ¿por qué no utilizar el coche eléctrico, para quienes ya lo poseen, como un sistema de almacenamiento fotovoltaico en sí mismo?
Los vehículos eléctricos pueden proporcionar electricidad cuando están estacionados
La energía solar es fundamental para hacer la transición energética, pero ¿qué pasa cuando el sol no brilla? Simplemente utiliza otro elemento de la transición energética: el creciente número de vehículos eléctricos. Un automóvil eléctrico aún puede suministrar electricidad a la red mientras está estacionado.
No solo es útil cuando el sol no brilla; También es posible utilizar la electricidad almacenada para compensar las fluctuaciones en la demanda y evitar el uso de una central eléctrica que emita carbono para generar electricidad adicional. Según los cálculos del científico energético Wouter Schram, quien ha realizado un doctorado sobre este tema, la carga inteligente de baterías de automóvil, así como baterías domésticas y comunitarias, lo hará posible.
¿Por qué no puedo utilizar la batería de mi coche eléctrico para alimentar la energía solar almacenada en él a la red doméstica cuando la necesito? Técnicamente es posible. Puede cargar su vehículo eléctrico (EV) con paneles solares fotovoltaicos (o por cualquier otro medio), y si el vehículo eléctrico no está en uso, la energía almacenada podría inyectarse a la red, especialmente durante las horas pico de demanda eléctrica. los precios de mercado son altos.
La carga inteligente implica considerar el costo de la electricidad en ese momento: ¿cuándo se generará electricidad gratis a través de la energía solar? Con la eliminación gradual de la medición neta para paneles solares, se está volviendo cada vez más atractivo consumir energía solar de forma independiente en lugar de venderla a la red. Y el almacenamiento en baterías es una forma de autoconsumo. Pero la carga inteligente también significa que las baterías ayudarán a reducir las emisiones de CO2.
La necesidad de un regulador de carga bidireccional avanzado
Esto se conoce como tecnología de vehículo a red y se ve como el futuro a medida que avanzamos hacia una mayor electrificación del transporte y una red inteligente. Pero los fabricantes de vehículos eléctricos se mostraron inicialmente reacios a permitir el flujo de energía bidireccional, por dos razones.
En primer lugar, podría acelerar la degradación de las baterías, lo que significa que deben reemplazarse con más frecuencia. En segundo lugar, el vehículo eléctrico debe conectarse a la red de la misma manera que un sistema solar fotovoltaico, cumpliendo con los estándares para proteger a los operadores de línea y al personal de mantenimiento que trabaja en la red.
Estos controladores de carga bidireccionales avanzados tienen un costo adicional. Sin embargo, los fabricantes de vehículos eléctricos como Audi y Nissan han tomado medidas para permitir la conexión del vehículo a la red con algunos de sus modelos. Para los modelos de vehículos eléctricos que no tienen inversores a bordo (para convertir la electricidad de CC en el automóvil eléctrico en la electricidad de CA que usamos en nuestros hogares), los inversores bidireccionales ahora están disponibles para conectar cualquier automóvil eléctrico.
Pero el problema de la duración de la batería persiste. La carga y descarga continua a través de un convertidor con un 90% de eficiencia reduce la vida útil de la batería y, según la marca y el modelo, es posible que deba reemplazarse cada cinco años. Con varios miles de euros de costo por batería, este es un precio significativo para los “prosumidores de energía”, personas que producen y consumen energía.
Condiciones para el uso “inteligente” de las baterías
Existen algunas condiciones para el uso inteligente de las baterías. La mayoría de los automóviles no pueden suministrar electricidad a la red en este momento, por lo que los fabricantes de automóviles tienen trabajo que hacer. Y las estaciones de carga deben adaptarse al tráfico en ambos sentidos.
Al menos tan importantes como estas condiciones técnicas son las medidas gubernamentales para fomentar su implementación. A diferencia de las centrales eléctricas de carbón, puede encender y apagar rápidamente cualquier cantidad de baterías. Pero si desea cargar sus baterías de la manera más sostenible posible, no hay ningún estímulo para ello en este momento.
Con la infraestructura adecuada, puede permitir que el consumidor idealista reduzca sus emisiones de CO2 con una carga inteligente. O podría imaginar un estímulo económico, como tener baterías instaladas en una fiesta de mercado en su hogar, donde puede usarlas para almacenar electricidad de sus paneles solares a cambio de suministrar electricidad cuando la demanda es alta.
Una vez que se cumplan todas estas condiciones, las baterías podrían aumentar significativamente la contribución de la energía solar para reducir el CO2 liberado a la atmósfera cuando la demanda de electricidad alcanza su punto máximo. Entonces, ¿por qué no debería quemar carbón para generar electricidad?
Cómo reciclar baterías de vehículos eléctricos en parques fotovoltaicos
Con el rápido crecimiento de la popularidad de los vehículos eléctricos en todo el mundo, pronto habrá una ola de baterías usadas cuyo rendimiento ya no es suficiente para los vehículos que necesitan una aceleración y autonomía fiables. Pero un nuevo estudio muestra que estas baterías aún podrían tener una segunda vida útil y rentable como almacenamiento de respaldo para instalaciones solares fotovoltaicas a escala de red, donde podrían funcionar durante más de una década en esta función menos exigente.
Como caso de prueba, los investigadores examinaron en detalle un hipotético parque solar a escala de red en California. Estudiaron la economía de varios escenarios: construir solo un parque solar de 2,5 MW; construya la misma matriz junto con un nuevo sistema de almacenamiento de batería de iones de litio; y construirlo con una matriz de baterías hecha de baterías EV reutilizadas que se habían reducido al 80% de su capacidad original, el punto en el que se habrían considerado demasiado débiles para el uso continuo del vehículo.
Descubrieron que la instalación de la batería nueva no proporcionaría un retorno neto razonable de la inversión, pero que un sistema administrado adecuadamente de baterías usadas para vehículos eléctricos podría ser una inversión buena y rentable siempre que las baterías cuesten menos del 60% de su precio original. El proceso puede parecer simple y ocasionalmente se ha implementado en proyectos de menor escala, pero extenderlo a la escala de la cuadrícula no es sencillo.
De hecho, existen muchos problemas técnicos. ¿Cómo revisa las baterías cuando las saca del automóvil para asegurarse de que sean lo suficientemente buenas como para reutilizarlas? ¿Cómo se juntan las baterías de diferentes automóviles para saber que funcionarán bien juntos y que no tendrá una batería mucho más débil que los otros y que reducirá el rendimiento del sistema? Para el caso modelado a partir de las condiciones locales de California, la respuesta parece ser un sólido sí, encontró el equipo.
El estudio utilizó un modelo semiempírico de degradación de la batería, entrenado con datos medidos, para predecir la disminución en la capacidad de estas baterías de iones de litio en diferentes condiciones de operación, y encontró que las baterías podrían alcanzar la máxima vida útil y valor operando con una carga relativamente suave y ciclos de descarga: básicamente, nunca supere el 65 por ciento de carga completa o menos del 15 por ciento.
Un factor desconocido es cuánto tiempo pueden seguir funcionando eficazmente las baterías en esta segunda aplicación. El estudio hizo una suposición conservadora, que las baterías se retirarían del servicio de respaldo de su granja solar después de que cayeran al 70% de su capacidad nominal, desde su 80% inicial (el punto en el que se retiraron del uso de vehículos eléctricos). .
Pero también podría ser que continuar operando al 60% de su capacidad o menos podría resultar seguro y útil. Se necesitarán estudios piloto a más largo plazo para determinar esto, dice. Muchos fabricantes de vehículos eléctricos ya están comenzando a realizar tales estudios piloto. Ésta es un área de investigación completa en sí misma, porque la batería típica tiene múltiples vías de degradación. Tratar de comprender qué sucede cuando pasamos a esta etapa más rápida de degradación es un área de investigación activa.
En parte, la degradación está determinada por la forma en que se controlan las baterías. Por lo tanto, podría adaptar sus algoritmos de control a lo largo de la vida del proyecto, para llevarlos lo más lejos posible. Esta es una dirección que el equipo seguirá en la investigación en curso, dice. Creemos que esta podría ser una gran aplicación para los métodos de aprendizaje automático, tratando de descubrir el tipo de métodos inteligentes y análisis predictivos que mejor se adaptan al propósito.
