Análisis energético de un sistema de almacenamiento de electricidad en batería mediante energías renovables con característica de modularidad e intercambiabilidad en vehículos eléctricos

Resum

La Tesis Doctoral "Análisis energético de un sistema de almacenamiento de electricidad en batería mediante Energías Renovables con característica de modularidad e intercambiabilidad en vehículos eléctricos" es sin duda un documento de investigación en el campo energético con clara aplicación a la batería del Vehículo Eléctrico y a las Energías Renovables, de una manera especial a la energía solar fotovoltaica bajo un modelo de autoconsumo con producción a pequeña escala e intercambio con la red para generar electricidad verde en el punto de recarga empleando la infraestructura adecuada. También podríamos encuadrarla como una aportación a las alternativas energéticas sostenibles que existen y se están investigando para la movilidad urbana e interurbana. Más concretamente, el objetivo de la misma es mostrar, a partir de un balance energético dimensionable y contrastable, la viabilidad de un sistema de recarga de baterías de tracción de Vehículos Eléctricos de manera simultánea a la producción dentro de la llamada “ventana fotovoltaica”, como garantía de que la electricidad producida para la movilidad eléctrica no dependa de los combustibles fósiles que están inevitablemente presentes en el “share” energético global para, de esta manera, reducir el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera por parte del sector del transporte. Y el intercambio de baterías es presentado como la alternativa para resolver el problema de la simultaneidad entre la producción fotovoltaica y la utilización del vehículo, y para vencer la barrera del tiempo de recarga. Dicho de otra forma, el autor quiere demostrar que si el vehículo eléctrico está llamado a ser el sustituto natural del convencional y las energías renovables están llamadas a ser las sustitutas naturales de las convencionales, es necesario comprobar la viabilidad del binomio “Vehículo Eléctrico - Energías Renovables” y el desarrollo conjunto de ambas. La Tesis busca la sencillez del modelo y la transición a un escenario de cero emisiones. Quedan por tanto fuera de la línea principal de investigación otros modelos de tracción como pueden ser los vehículos de hidrógeno, o bien modelos híbridos, híbridos enchufables y en general sistemas mixtos de tracción que obedecen a modelos combinados que han sido objeto de investigación de numerosos autores y que han sido implementados a día de hoy. El autor es consciente de que el modelo de intercambio de baterías, también conocido por su nomenclatura anglosajona “Battery Swapping” es antagónico con las tendencias actuales de carga nocturna y carga rápida. No obstante, un Vehículo Eléctrico con recarga nocturna no es un verdadero sustituto del vehículo convencional actual ya que sería únicamente válido para realizar trayectos limitados por la autonomía de las baterías y además la recarga es efectuada en una franja horaria en la que no se dispone de aportación energética a partir de la radiación solar. Por lo que respecta a la carga rápida, defendida por muchos expertos, es necesario indicar que bajo este modelo no se alcanza el 100% de la carga completa y además está demostrado que la vida útil de la batería disminuye respecto a una carga convencional. Además, la alta intensidad eléctrica necesaria para la carga rápida lleva asociada una alta potencia instantánea, con la consiguiente necesidad de provisión de infraestructura que en lugares de alta densidad de vehículos puede ser ciertamente complicado garantizar. El autor quiere destacar 2 ideas primordiales del contexto actual: Por una parte, siendo una realidad que el Vehículo Eléctrico ya es un producto al alcance del gran público, no es menos cierto que el grado de penetración del mismo está teniendo lugar a un nivel infinitamente inferior al esperado, en parte como consecuencia del elevado coste del VE y la situación económica global, en parte porque la usabilidad del VE y el vehículo convencional no es la misma al no disponer el VE de autonomía, tiempo de recarga e infraestructura de recarga comparables a su homólogo convencional, y en parte como consecuencia del mantenimiento del status-quo existente entre los fabricantes de vehículos y las empresas suministradoras de combustibles fósiles que intentan frenar lo máximo posible el proceso de electrificación del sector de transporte. Por otro lado, es también una realidad el drástico descenso en los costes de los equipos de producción de electricidad fotovoltaica en los últimos años, sobre todo los paneles solares y los onduladores DC-AC, de forma que cada Watio instalado viene a costar, en promedio, 5 veces menos que en 2007 y las instalaciones son rentables por sí mismas sin necesidad de mecanismos de subvención externos. Todo ello ha facilitado que a día de hoy dispongamos de un escenario de Balance Neto (Autoconsumo con intercambio con la red) viable que ha abierto la puerta a las Smart Grids en las cuales el punto de recarga del Vehículo Eléctrico es sin duda uno de los protagonistas del escenario futuro. Y puesto que tanto las instalaciones fotovoltaicas a pequeña escala como el vehículo eléctrico son 2 campos emergentes con mucho desarrollo todavía por delante, el autor ha querido relacionar ambos a nivel dimensional y justificar que el futuro crecimiento conjunto de ambos puede contribuir enormemente a la reducción progresiva de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera por parte del sector del transporte.