André Hänel nos explica los problemas a los que se enfrentan los vehículos eléctricos de mayor tamaño a la hora de cargarse, y por qué tiene sentido integrar esta instalación dentro de un sistema KNX más amplio.
El uso de vehículos eléctricos de batería (BEV) sigue creciendo. En Alemania, por ejemplo, el número de BEV de nueva matriculación superó los 220.000 en el primer semestre de 2023. La mayoría de estos vehículos se utilizan como vehículos particulares, el número de transportistas y camiones sigue siendo insignificante debido a las limitaciones generales de autonomía, el tiempo necesario para cargar el vehículo y la disponibilidad de puntos de carga en las autovías. Esto es especialmente relevante si hablamos de camiones. Además de los problemas de coste y disponibilidad, la falta de una red amplia de carga combinada con los requisitos de carga de alta potencia que son necesarios son factores limitantes para los camiones eléctricos de larga distancia.
Con una interfaz como ise Smart Connect KNX e-charge II y un contador inteligente, la gestión dinámica de la carga permite tener en cuenta los aparatos que consumen mucha energía y evitar los picos de carga. La priorización de un punto de carga ofrece ventajas adicionales para un gran número de casos de uso (fuente de la imagen: ise GmbH).
Puntos de carga
Los puntos de carga suministran corriente continua (como las redes de carga rápida de las autovías) o alterna, pero como la batería de un BEV sólo puede cargarse con corriente continua, la corriente alterna debe convertirse en continua. Para ello, los BEV cuentan con un convertidor CA/CC integrado que suele admitir rangos de potencia de entre 2,3 y 22 kW en el caso de los vehículos particulares.
Entre los factores limitantes que hay que tener en cuenta figuran la capacidad de los fusibles del inmueble o la capacidad del transformador de media tensión de suministro (también conocido como nivel 6 de la red eléctrica). En las zonas residenciales, la potencia de carga máxima requerida por cada cliente (por ejemplo, 11 kW) pondría a prueba la capacidad de la red eléctrica si los períodos de carga individuales de varios clientes se solapan en el tiempo. Esto es especialmente cierto si hay más de un punto de carga por punto de conexión a la red del edificio, eso podría darse en entornos empresariales en los que haya varios puntos de carga que utilizan los empleados. Por consiguiente, cada solicitud de potencia de carga (máxima) por empleado debe ajustarse a la potencia disponible en el edificio en ese momento y a la hora probable a la que el empleado quiera marcharse, teniendo en cuenta también una posible disponibilidad de potencia reducida temporalmente que indique el proveedor de la red (también conocida como limitación de potencia).
Uso de sistemas KNX para gestionar el proceso de carga
KNX ofrece las siguientes soluciones en relación con el proceso de carga:
1) Las soluciones más sencillas conectan la estación de carga a través de una interfaz específica (Modbus TCP/RTU). Dependiendo del proveedor del punto de carga, el instalador deberá configurar todos los ajustes de protocolo y datos relacionados. En este caso, una entidad externa se encargará de la lógica de control real del proceso de carga, como una aplicación de gestión energética dentro de la instalación KNX.
2) Las soluciones más profesionales utilizan interfaces con perfiles preconfigurados de estaciones de recarga de varios proveedores, cada uno de los cuales contiene todos los datos de configuración necesarios. Con estas interfaces, el número de perfiles y proveedores compatibles se actualiza periódicamente, y también se incluye una lógica de control local para liberar tareas específicas de la aplicación general de gestión energética.
Existen varias opciones con productos de distintos proveedores, en las que la lógica de la interfaz se integra directamente como parte de un sistema de gestión energética o de visualización. En cualquiera de los casos anteriores, el instalador KNX se encarga de configurar la funcionalidad deseada por el cliente utilizando el software ETS. Como es típico en los sistemas KNX, cada funcionalidad de una instalación se presenta con puntos de datos dedicados y estandarizados, que proporcionan los dispositivos. Esto también es válido para las configuraciones de control de carga de BEV, donde los puntos de datos disponibles serían, por ejemplo, la tensión, la corriente o la potencia.
Dado que todos los datos relevantes para la carga están presentes en KNX en tiempo de ejecución, la funcionalidad periférica a la carga también es posible, como el control de acceso a los puntos de carga, la monitorización de la energía o la contabilidad.
La gestión energética basada en KNX también automatiza cuándo es el momento óptimo para iniciar la carga, teniendo en cuenta la variación de las tarifas energéticas, la energía autoproducida y las demandas/horarios de otros dispositivos consumidores de electricidad que tengamo en el hogar.
Resumen
Son innumerables las ventajas que ofrece integrar la carga de vehículos en instalaciones KNX. La más clara es que puede enlazarse con una gran selección de funciones KNX de control de edificios, de modo que pueden tenerse en cuenta muchos factores, dando lugar a un sistema integral de control de edificios y gestión energética. Además, con ETS, el instalador puede diseñar la instalación al completo, con lo que se consigue un diseño del sistema, documentación y soporte al cliente procedente de una sola fuente.
El control de carga es sólo una característica más dentro de una estrategia más amplia de la gestión energética de KNX, que implica una mayor integración de los principales productores de energía eléctrica, como la fotovoltaica (inversores), las baterías eléctricas o las bombas de calor. Todos ellos pueden utilizar una interfaz común y controlarse de forma inteligente para optimizar el uso de la energía y reducir nuestra huella de carbono.
André Hänel es responsable del Departamento de sistemas y herramientas de la KNX Association.
