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By SmartWallboxes
Los proveedores del mercado de recambios y los fabricantes de automóviles se lanzan a por los cargadores bidireccionales.
La mayoría de los cargadores domésticos de vehículos eléctricos son capaces de coger la energía de la red y suministrarla al coche, pero ¿qué pasaría si el vehículo también pudiera alimentar automáticamente las luces encendidas durante los apagones y compensar los costes de electricidad devolviendo la energía a su fuente durante los momentos de mayor demanda?
Un número creciente de empresas, entre ellas los fabricantes de automóviles GM y Ford, están promoviendo los beneficios de la carga bidireccional para los consumidores. Pero las investigaciones sugieren que las ventajas van más allá del propietario individual de un vehículo eléctrico.
Por ejemplo, un documento de 2018 de Environmental Research Letters del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley dijo que en California, que tiene el mayor despliegue de vehículos eléctricos en los Estados Unidos, “se puede evitar una inversión de capital sustancial, tanto como varios miles de millones de dólares, si los vehículos eléctricos se utilizan en lugar de almacenamiento estacionario.”
La carga del vehículo a la red (V2G) y del vehículo al hogar (V2H) -también llamada carga bidireccional- ha sido durante mucho tiempo objeto de programas de demostración. Sólo recientemente ha surgido esta tecnología como un posible complemento útil para el 80% u 85% de la carga de los vehículos eléctricos que se realiza en el hogar a través de cargadores bidireccionales.
Y con la llegada al mercado de un gran número de vehículos eléctricos, la carrera por introducir la carga bidireccional y desarrollar cargadores bidireccionales se está acelerando.
La carrera por los cargadores bidireccionales
Al menos dos proveedores del mercado de recambios afirman que pronto tendrán cargadores bidireccionales en el mercado estadounidense, uno a finales de este año y el otro en 2023.
Pero como algunos fabricantes de automóviles están desarrollando sistemas propios de carga bidireccional, la cuestión es si las soluciones de los proveedores podrán conectarse a ellos, al menos al principio. No es una certeza en este momento, pero parece que los fabricantes de automóviles quieren que así sea, y se está discutiendo la compatibilidad.
Shawn McLaughlin, director general de Emporia Energy, con sede en Colorado, dijo en una entrevista que dispondrá de cargadores bidireccionales domésticos de 240 voltios a la venta en Estados Unidos, con un precio inferior a 1.500 dólares, en la segunda mitad de 2023.
Emporia está trabajando con BREK Electronics, pionera en el desarrollo de transistores de carburo de silicio (SiC), en el inversor de su cargador bidireccional. La empresa vende actualmente un cargador doméstico de 48 amperios de 399 dólares y un sistema inteligente de gestión de la energía en el hogar, entre otros productos.
McLaughlin dijo que la adquisición de la certificación del líder mundial en seguridad eléctrica UL es el mayor obstáculo para que los cargadores bidireccionales salgan al mercado. Cuando se ofrezca, se integrará con el sistema de gestión de la energía para funciones como la carga pausada cuando se encienda el aire acondicionado.
“Estamos muy ilusionados”, afirma McLaughlin. “Todavía es pronto, pero se trata de una evolución natural de la tecnología, que ha sido sobre todo en programas piloto. La mayoría de los principales fabricantes de automóviles han anunciado que apoyarán la recarga bidireccional de vehículos eléctricos de alguna manera, como Volkswagen, Ford, Chevrolet, Kia y Rivian. Está evolucionando mientras hablamos, y la clave será de qué manera lo apoya cada fabricante”.
Dijo que Tesla ha sido “silenciosa” en lo que respecta a V2H y V2G, pero prevé que la tecnología de los cargadores bidireccionales acabará integrándose en la recarga de la empresa.
McLaughlin dijo que Emporia está construyendo su tecnología de cargadores bidireccionales en torno al protocolo de comunicaciones ISO 15118-20, que “está en revisión final”. Un calendario de la página web muestra que está en fase de aprobación. McLaughlin dijo que su cargador podrá recibir y devolver al hogar 240 voltios con 11,5 kilovatios de potencia.
Wallbox North America, una rama de la empresa española, dijo que su próximo cargador bidireccional Quasar 2 será “totalmente compatible con los vehículos eléctricos vendidos en España y Norteamerica”. La compañía dijo que Quasar 2 tomará el relevo automáticamente en un corte de energía y alimentará un hogar durante más de tres días. Wallbox lanzó recientemente su cargador Wallbox Pulsar + de 230 voltios y 32 amperios (capaz de responder a los comandos de voz de Alexa y Google Home).
Primeros pasos en la tecnología bidireccional
No hay más que ver el número de cargadores bidireccionales en el mercado para ver que la industria de la carga bidireccional está en sus primeras etapas.
Wallbox ha vendido el Quasar 1, de 2.700 euros, en Europa, pero su portavoz, Elyce Behrsin, no quiso dar una cifra real de ventas.
Dijo que Quasar 1 es compatible con los vehículos bidireccionales CHAdeMO, como el Nissan Leaf y el ENV-200, el híbrido enchufable Mitsubishi Outlander y el Kia Soul. Dijo que el Quasar 2 de 11,5 kilovatios, que utilizará el protocolo dominante del Sistema de Carga Combinada (CCS), estará en el mercado español “durante el cuarto trimestre de este año”.
La lista de vehículos eléctricos en el mercado es larga y creciente, y Wallbox afirma que estará preparada para sincronizarse con ellos.
“Estamos trabajando con las empresas de servicios públicos, los fabricantes de automóviles y otros socios para probar y validar Quasar y nuestra tecnología de carga bidireccional con el fin de garantizar la compatibilidad con las normas eléctricas regionales y con las marcas y modelos de vehículos eléctricos que se venden”, dijo la empresa. “De hecho, parte del éxito futuro de Quasar y de la carga bidireccional depende de que haya más vehículos eléctricos con capacidad bidireccional”.
Otras empresas están trabajando en la carga bidireccional de vehículos eléctricos, como Rectifier Technologies, Delta y Nuuve.
Jeff Wandell, director de comunicaciones de vehículos eléctricos de Nissan Motor Corporation, confirmó que la empresa está trabajando con proveedores del mercado secundario.
“En este momento, no hay ningún producto certificado por Nissan disponible en el mercado”, dijo. “Sin embargo, hay empresas que están en proceso de desarrollo y certificación de sus cargadores bidireccionales -como Wallbox– y esperan estar pronto en el mercado. Trabajamos activamente con varias de estas empresas para hacer avanzar esta tecnología y ponerla a disposición de los propietarios del Leaf.”
Chris Martin, portavoz de American Honda, dijo que la empresa no tiene noticias sobre el desarrollo de cargadores bidireccionales, pero que se está estudiando para el futuro.
Honda dijo en enero que se asociaba con el consorcio V2X Suisse en un plan que colocará 50 vehículos eléctricos de Honda en la flota de coches compartidos Mobility de Suiza en 40 lugares. Equipados con unidades Honda Power Manager, los coches “ofrecerán la capacidad de recuperación de energía V2G para Mobility, en varios emplazamientos urbanos y suburbanos de Suiza”. Los coches eléctricos de Honda podrán devolver 20 kilovatios de energía a la red cuando se conecten a la estación bidireccional.
A finales del año pasado, Volkswagen calificó la carga bidireccional como “una tecnología innovadora” que estará presente en todos los modelos ID. con baterías de 77 kilovatios-hora en el futuro. La empresa dijo que su plan incluye cargadores bidireccionales tipo Wallbox especiales y que se pueden utilizar actualizaciones por Wifi para adaptar el sistema a los vehículos ya entregados.
Y, según un portavoz de Rivian, “todos los vehículos R1T y R1S tienen capacidades de vehículo a vehículo (V2V) y de vehículo a casa (V2H). Aunque los vehículos Rivian cuentan con capacidad de carga bidireccional, las variables normativas y otras regionales son un factor importante para las posibles aplicaciones V2G en el futuro.”
Otros fabricantes de automóviles están trabajando en sistemas de recarga propios, aunque es posible que no sean plug and play.
El fabricante de vehículos nuevos Lucid dijo en 2020 que estaba trabajando con una empresa de recarga llamada QMerit para la capacidad V2G bidireccional en el Air. Y Ford ofrecerá lo que llama Intelligent Backup Power en el próximo modelo eléctrico F-150 Lightning. Ford también se asociará con el proveedor líder de energía fotovoltaica Sunrun para el uso del almacenamiento de energía y la energía solar para alimentar los hogares. Será necesaria la estación de carga Ford Charge Station Pro de 80 amperios.
“Para la F-150 Lightning, no va a funcionar con un cargador de nivel II normal”, dijo Sam Abuelsamid, analista principal de movilidad eléctrica en Guidehouse Insights en Detroit. “Sólo emite energía de reserva a través de las clavijas de CC. Está diseñado para funcionar específicamente con un sistema de inversor inteligente que incluye un interruptor de transferencia para cortar la energía de la red y tomarla del camión cuando se corta el suministro, de modo que la energía no vuelve a la red”. Ahora mismo, SunRun es la única empresa que ofrece un kit compatible para permitir esto”.
Retos de los cargadores bidireccionales
Marc Tarpenning, cofundador de Tesla con Martin Eberhard, subraya que alimentar una casa desde un coche requiere protocolos de seguridad críticos a aplicar en los cargadores bidireccionales: no es una cuestión sencilla.
Sin protecciones, “el voltaje que pones en tu casa fluiría hasta el poste de electricidad de tu calle y por un momento encendería los cables de alta tensión a 12.000 voltios”, dice. “Si un técnico estuviera trabajando en esos cables, por ejemplo durante un apagón, lo matarías prácticamente al instante”. Añadió que “la casa debe desconectarse totalmente de la red antes de que se aplique cualquier tipo de energía internamente. Así que el vehículo eléctrico podría alimentar la casa, pero las compañías eléctricas se toman muy en serio la instalación de generadores y se aseguran de que haya interruptores de “transferencia” de aislamiento adecuados”.
Otro reto, según Tarpenning, tiene que ver con el sistema de inversores inteligentes al que se refería Abuelsamid. “El inversor de tu coche tendrá que ser capaz de soportar la ‘irrupción’ cuando alimentes una casa”, dijo Tarpenning. “Durante un momento, la casa consumirá una gran cantidad de corriente cuando todo cobre vida. Esto no es un problema si el inversor está diseñado para ello, pero será un cambio de diseño para la mayoría de los inversores de vehículos eléctricos”.
Abuelsamid dijo que la electricidad de CA se puede sacar del F-150 Lightning a través del sistema de a bordo ProPower con la salida opcional de 9,6 kilovatios, “pero estoy bastante seguro de que eso no va a funcionar con el Quasar”. Los modelos de Hyundai, limitados a 1,9 kilovatios a través de un adaptador que se conecta al conector J1772, “podrían ser capaces de funcionar con el Quasar con una actualización de software adecuada”, dijo. “Todavía no he visto ningún detalle sobre cómo Lucid está implementando su capacidad bidireccional”.
Ryan O’Gorman, estratega principal de Ford para servicios energéticos, dijo en un correo electrónico: “En este momento, el F-150 Lightning no es compatible con otras opciones. Según tenemos entendido, la norma ISO 15118-20 aún no se ha publicado. Y al igual que ocurre con los estándares de carga ISO y SAE que se comercializan hoy en día, cuando se publique esa norma 15118-20 -que incluye la transferencia de energía bidireccional- cabría esperar que los fabricantes (como Ford) que han implementado los estándares aceptados en el pasado sean compatibles con esos futuros estándares. Así que, por ahora, la Ford Charge Station Pro tendría que instalarse con el sistema de integración doméstica que se podrá comprar a Sunrun en 2022”.
El colega de Abuelsamid, Scott Shepard, analista principal de investigación de energía en Guidehouse, dijo que el sistema bidireccional de Lucid está basado en la CA, y que Lucid también proporciona la unidad de carga bidireccional de CA. Añadió que Wallbox ha “apoyado al menos un ensayo de V2G en Europa: Powerloop en el Reino Unido, operado por Octopus Energy”. En este ensayo, respaldado por National Grid, participan más de 130 hogares de Gran Bretaña.
