Cargar un coche eléctrico con energía solar en casa

Algo menos del 40% de los cargadores residenciales de vehículos eléctricos que aparecen en la encuesta de la revista pv Deutschland pueden ser optimizados para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa, y otro 20% puede hacerlo mediante la conexión con una aplicación de terceros.

Una de las mejores opciones de carga entre los vehículos eléctricos es poder realizar la carga con energía solar. A través de algunos modelos de Wallbox o cargador domestico es posible discriminar la potencia de carga para que, en la medida de lo posible, la carga se realice siempre con el excedente de electricidad solar del campo fotovoltaico.

Este tipo de sistemas de carga inteligente de los Wallbox, si hay poco sol o el consumo eléctrico de los hogares es elevado, puede reducir la corriente de carga del coche. Esto aumenta el autoconsumo y, por tanto, ahorra dinero. Obviamente, conducir un coche cuando se ha cargado con tu propia energía solar y a coste 0 es la mejor opción de ahorro posible.

En la actualidad, la carga optimizada por energía solar no es todavía un estándar entre los cargadores de vehículos eléctricos. De los cargadores Wallbox incluidos en el estudio de mercado realizado por la revista pv Deutschland, apenas un 40% puede hacerlo con su propia aplicación. Algunos de los dispositivos dependen de una conexión con sistemas de gestión de la energía de terceros. Si se incluyen los sistemas que pueden optimizarse mediante una aplicación de terceros, un 60% de los cargadores de vehículos eléctricos encuestados tienen esta capacidad.

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Desde el punto de vista técnico, el sistema de gestión para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa debe obtener la información que necesita sobre los niveles de potencia del sistema fotovoltaico, a los que debe ajustarse. Esto puede hacerse midiendo la potencia en el punto de conexión a la red, o comunicándose con el inversor o el sistema de almacenamiento de baterías.

Es obvio que aquí, como ocurre siempre con la domótica y los componentes de diferentes fabricantes, las interfaces entre el cargador del VE, el inversor o el contador de electricidad son un reto.

Dada la importancia de armonizar las interfaces, es naturalmente una ventaja cuando los dispositivos son suministrados por un solo fabricante. Todos los fabricantes de baterías encuestados que proporcionan cargadores para vehículos eléctricos afirman haber implementado la optimización solar. Por regla general, los propietarios de acumuladores suelen utilizar estos productos.

Tarifas por tiempo de uso para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa

Una tercera forma de optimizar la carga solar es gracias a los sistemas de gestión de la carga basados en la nube que acceden a los datos a través de los sistemas que disponen los inversores solares. En estos sistemas, el cargador del vehículo eléctrico se controla a distancia, a través de Internet.

Al mismo tiempo, la aplicación optimiza las tarifas eléctricas por tiempo de uso que ofrece el proveedor de electricidad. Esto significa que el coche se cargará cuando haya un excedente de energía solar o cuando los precios de la electricidad sean bajos. Hasta ahora, la diferencia entre los momentos en que la electricidad es cara y los momentos en que es barata ha sido relativamente pequeña, en comparación con el precio total. Pero las oscilaciones han aumentado mucho en los últimos meses.

Cargar un coche eléctrico con energía solar en casa alcanza un límite cuando la energía solar cae por debajo de los 4,2 kilovatios. En ese momento, la corriente de carga mínima por fase, establecida por la norma de carga, se reduce. La carga trifásica ya no es posible. Por ello, los 32 dispositivos estudiados permiten cambiar automáticamente a la carga monofásica, lo que permite cargar a potencias inferiores.

Sin embargo, si se dispone de almacenamiento de baterías, el efecto de esta función se reduce. “Es posible, a través del software, liberar una parte auto definida de la capacidad de almacenamiento para apoyar a corto plazo el proceso de carga, incluso durante el día, de modo que, por ejemplo, se mantenga la potencia necesaria para la carga trifásica”. Y si la unidad de almacenamiento tiene una capacidad de descarga suficientemente alta, no se necesita la conmutación de fases, incluso si se carga puramente desde la unidad de almacenamiento al vehículo eléctrico.

Optimización solar

Tanto la carga optimizada para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa como las tarifas eléctricas por tiempo de uso pueden ser cuestionadas en cuanto a su importancia económica. Bernhard Beck -más conocido por ser el fundador de la empresa solar EPC Belectric y ahora inversor en varias empresas, entre ellas el fabricante de cargadores para vehículos eléctricos Libreo- considera que el esfuerzo necesario para la carga optimizada por energía solar es considerable, sobre todo si se compara con los beneficios.

Dado el impacto económico marginal, Libreo ha desarrollado una solución intermedia. “La carga optimizada por energía solar es costosa porque muchos clientes no tienen una línea de datos en su garaje”, dice Beck. “Y si hay que instalar un nuevo contador intermedio en el punto de conexión a la red, a menudo también hay que adecuar el antiguo armario de contadores a la normativa vigente”. Y estos costes adicionales pueden anular rápidamente el ahorro que supone la optimización.

Si se decide cargar un coche eléctrico con energía solar en casa durante 10.000 kilómetros, se necesitan unos 2.000 kilovatios-hora y, en un país con precios de la electricidad elevados como España, se ahorrarán unos 400 euros en comparación con la carga desde la red. Y los que sólo tienen un pequeño sistema fotovoltaico en el tejado probablemente no alcancen este nivel de alimentación del VE.

“A veces, no hay suficiente energía solar para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa debido al clima”, señala Beck. Incluso si un 25% más de energía solar y menos energía de la red llegaran a la batería del coche como resultado de la optimización de la carga solar, eso sólo supondría un ahorro de 100 euros al año.

Al final, la solución que tenga sentido desde el punto de vista económico también depende del tamaño del sistema fotovoltaico en el tejado, del almacenamiento de la batería que pueda estar disponible y de la cantidad de carga del coche que se necesite. Cuanto mayor sea la instalación en el tejado, es probable que aumente el impacto de la carga optimizada por energía solar.

Pero hay otros argumentos a favor de la carga optimizada por energía solar. Alivia la presión sobre la red eléctrica. Además, la diferencia entre la huella de carbono de la energía solar y la de la red eléctrica sigue siendo enorme. Si consigues conducir 20.000 kilómetros al año utilizando energía solar en lugar de la de red, habrás ahorrado 1,5 toneladas de CO2. Para bastantes conductores, esto podría suponer una motivación importante.

Hay más diferencias en el diseño de la carga optimizada para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa. Es cierto que casi todos los proveedores con sus propias soluciones de carga ofrecen una aplicación que permite a los conductores priorizar si tienen tiempo para esperar a la energía solar o quieren utilizar la energía de la red.

Pero sólo 36 de los 41 sistemas que ofrecen su propia gestión de la carga permiten a los usuarios designar si se debe cargar una batería residencial o un VE. Esto es relevante porque en un día soleado, el sistema de gestión de la carga debe decidir si cargar el coche o la batería de almacenamiento. Si se necesita el coche cargado y listo para salir, tiene sentido darle prioridad.

Pero si no se necesita el VE, tiene sentido guardar la energía solar para servir al consumo nocturno de la batería.

Comunicación con el VE

La comunicación entre el VE y el cargador es también una tecnología que avanza muy rápido en la actualidad. Básicamente, la comunicación del coche con el cargador llegara a un nuevo nivel por la norma ISO15118 en su versión “-20”, necesaria para que la carga bidireccional se produzca en el futuro. La norma también permitirá controlar a distancia el estado de carga del vehículo eléctrico a través de la conexión de carga con el Wallbox, algo que todavía no ocurre.

Por eso, de momento, la mayoría de las aplicaciones permiten al usuario definir el nivel de carga durante un tiempo determinado, pero no el nivel al que debe cargarse el coche.

Para cambiar esto, los fabricantes Easee, eCharge Hardy Barth, Elinta Charge, Enercharge, Growatt, Lade, Porsche, Siemens, Solarwatt y Wirelane afirman que la funcionalidad para supervisar a distancia el estado de carga en el VE existe para algunos de sus dispositivos o puede establecerse mediante una actualización de software.

Una alternativa es que el software de gestión de la energía o la aplicación del cargador del vehículo accedan a la aplicación del coche y la utilicen para conocer la autonomía que le queda al vehículo para cargar. Varias empresas han previsto esta posibilidad, pero hasta ahora solo la han implementado Elli para los vehículos eléctricos de su empresa matriz, Volkswagen, y Porsche, y los cargadores independientes del vehículo de Lade GmbH.

El sistema de gestión de carga de código abierto EVCC, totalmente independiente del fabricante, también ha implementado esta función.

A la inversa, el propietario de un VE también puede querer planificar la carga del VE antes de bajarse del coche a través de la interfaz del mismo. De los dispositivos con optimización solar propia, sólo Elinta, Growatt y Lade afirman que esto es posible, en principio. El Porsche Ladebox también lo permite. En este caso, la optimización solar se implementa de nuevo a través de una estimación de rendimiento basada en la nube, lo que significa que para cargar un coche eléctrico con energía solar en casa no se tiene en cuenta el consumo de energía del hogar.