¿Puedo utilizar la batería del coche eléctrico para almacenamiento fotovoltaico?

Afortunadamente, también se espera que el costo de los sistemas de baterías domésticos disminuya a medida que se utilicen más vehículos eléctricos y algunas compañías automotrices, como Nissan, estén reciclando baterías de automóviles usadas para convertirlas en sistemas domésticos. Estas baterías de segunda vida definitivamente 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 sistema de almacenamiento fotovoltaico en sí?

Los vehículos eléctricos podrían proporcionar electricidad cuando estén estacionados

La energía solar es fundamental para lograr 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 coche eléctrico todavía puede suministrar electricidad a la red mientras está aparcado.

No sólo es útil cuando el sol no brilla; También se puede utilizar la electricidad almacenada para compensar las fluctuaciones de la demanda y evitar el uso de una central eléctrica que emita carbono para generar electricidad adicional. Según cálculos del científico energético Wouter Schram, que realizó su doctorado sobre este tema, esto será posible con la carga inteligente de baterías de automóviles, así como de baterías domésticas y comunitarias.

¿Por qué no puedo utilizar la batería de mi coche eléctrico para alimentar la red doméstica con la energía solar almacenada en él cuando la necesito? Técnicamente es posible. Podrías cargar tu vehículo eléctrico (EV) con paneles solares fotovoltaicos (o por cualquier otro medio), y si no se utiliza el EV, la energía almacenada podría inyectarse a la red, especialmente durante las horas pico de demanda de electricidad cuando los precios del mercado son altos. .

La carga inteligente pasa por considerar el coste de la electricidad en ese momento: ¿cuándo se generará electricidad gratis a través de energía solar? Con la eliminación gradual de la medición neta de los paneles solares, resulta cada vez más atractivo consumir energía solar uno mismo 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 del vehículo a la red y se considera 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 bidireccional de energía, por dos razones.

En primer lugar, podría acelerar la degradación de las baterías, lo que significaría que tendrían que ser reemplazadas 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 coste adicional. Sin embargo, los fabricantes de vehículos eléctricos como Audi y Nissan han tomado medidas para permitir la conectividad 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 CC del coche eléctrico en electricidad CA que utilizamos en nuestros hogares), ahora están disponibles inversores bidireccionales para conectar cualquier coche eléctrico.

Pero el problema de la duración de la batería persiste. La carga y descarga continua a través de un convertidor con una eficiencia del 90 % acorta la vida útil de la batería y, según la marca y el modelo, es posible que sea necesario reemplazarla cada cinco años. A varios miles de euros por batería, se trata de un precio significativo para los “prosumidores de energía”, personas que producen y consumen energía.

Condiciones para un uso "inteligente" de las baterías

Existen algunas condiciones para el uso inteligente de las baterías. Actualmente, la mayoría de los automóviles no pueden inyectar electricidad a la red, por lo que los fabricantes de automóviles tienen trabajo por hacer. Y las estaciones de carga deben ser adecuadas para el 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 alimentadas con carbón, puedes encender y apagar rápidamente cualquier cantidad de baterías. Pero si desea cargar sus baterías de la manera más sostenible posible, no hay ningún incentivo para ello en este momento.

Con la infraestructura adecuada, puedes permitir que el consumidor idealista reduzca sus emisiones de CO2 con una carga inteligente. O podría imaginar un estímulo económico, por ejemplo, haciendo que una parte del mercado instale baterías en su hogar, donde pueda usarlas para almacenar electricidad de sus paneles solares a cambio de proporcionar electricidad cuando la demanda sea alta.

Una vez que se cumplan todas estas condiciones, las baterías podrían aumentar significativamente la contribución de la energía solar a la reducción del CO2 liberado a la atmósfera cuando la demanda de electricidad alcanza su punto máximo. ¿Por qué entonces no deberíamos 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 será suficiente para vehículos que necesitan aceleración y autonomía confiables. 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 operar durante más de una década en esta función menos exigente.

Como caso de prueba, los investigadores examinaron en detalle una hipotética granja solar a escala de red en California. Estudiaron la economía de varios escenarios: construir únicamente un parque solar de 2,5 MW; construir el mismo conjunto junto con un nuevo sistema de almacenamiento de batería de iones de litio; y construirlo con un conjunto de baterías hechas de baterías de vehículos eléctricos reutilizadas que habían caído al 80% de su capacidad original, punto en el que se considerarían demasiado débiles para el uso continuo del vehículo.

Descubrieron que la instalación de la nueva batería no proporcionaría un retorno neto de la inversión razonable, pero que un sistema adecuadamente gestionado de baterías de vehículos eléctricos usados ​​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 pequeña escala, pero extenderlo a la escala de la red no es simple.

De hecho, hay muchos problemas a nivel técnico. ¿Cómo se comprueban las baterías cuando las sacas del coche para asegurarte de que estén en buen estado para reutilizarlas? ¿Cómo se juntan baterías de diferentes automóviles para saber que funcionarán bien juntas y no tendrá una batería mucho más pobre que las demás y reducirá el rendimiento del sistema? Para el caso modelado según las condiciones locales de California, la respuesta parece ser un rotundo sí, descubrió el equipo.

El estudio utilizó un modelo semiempírico de degradación de la batería, entrenado con datos medidos, para predecir la disminución de la capacidad en estas baterías de iones de litio en diferentes condiciones operativas, y encontró que las baterías podrían alcanzar la máxima vida útil y valor al operar con carga y descarga relativamente suaves. ciclos: en la práctica, nunca excede el 65 por ciento de la carga completa o menos del 15 por ciento.

Un factor desconocido es cuánto tiempo las baterías pueden seguir funcionando de manera útil en esta segunda aplicación. El estudio hizo una suposición conservadora: que las baterías se retirarían del servicio de respaldo de su parque solar después de que hubieran disminuido 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 incluso menos resulte seguro y valga la pena. Se necesitarán estudios piloto a más largo plazo para determinar esto, afirma. Muchos fabricantes de vehículos eléctricos ya están empezando a realizar este tipo de estudios piloto. Esta es en sí misma un área entera de investigación, porque la batería típica tiene múltiples rutas de degradación. Tratar de comprender qué sucede cuando pasamos a esta fase de degradación más rápida es un área de investigación activa.

En parte, la degradación se debe a 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, afirma. Creemos que esta podría ser una gran aplicación para los métodos de aprendizaje automático, tratando de descubrir qué tipo de métodos inteligentes y análisis predictivos son los más adecuados para ese propósito.