André Hänel analiza los retos a los que se enfrentan los vehículos eléctricos de mayor tamaño a la hora de recargarse y por qué tiene sentido integrar esta instalación en un sistema KNX más amplio.
El uso de vehículos eléctricos de batería (BEV) está aumentando de forma constante. En Alemania, por ejemplo, los BEV matriculados por primera vez durante el primer semestre de 2023 superaron los 220 000. Aunque la mayoría se utilizan como vehículos particulares, el número de furgonetas y camiones sigue siendo insignificante debido a las limitaciones generales de autonomía, al tiempo necesario para recargar el vehículo y a la disponibilidad de puntos de recarga en las autopistas. Esto se aplica especialmente a los camiones. Además de las cuestiones relacionadas con el coste y la disponibilidad, la falta de una red de recarga completa, unida a los requisitos de recarga de alta potencia, son factores limitantes para los camiones eléctricos de larga distancia.
Aunque aún no se ha desarrollado una solución para camiones de mayor tamaño, un candidato potencial es KNX, ya que está demostrando su eficacia en el ámbito de los vehículos particulares y las furgonetas de profesionales. Un sistema integral de control de edificios implementado con KNX ofrece la posibilidad de integrar y gestionar el control de la recarga eléctrica. Esto incluye la capacidad de gestionar varios puntos de recarga a la vez, equilibrando las demandas de potencia individuales de cada cliente, o definiendo una lógica de control y una funcionalidad de supervisión específicas.
Puntos de recarga
Un punto de recarga proporciona corriente continua (CC) —normalmente en las redes de recarga rápida de las autopistas— o corriente alterna (CA), pero dado que la batería de un vehículo eléctrico de batería (BEV) solo se puede recargar con CC, la CA debe convertirse a CC. Para ello, un BEV incorpora un convertidor CA/CC integrado que, en el caso de los vehículos particulares, suele admitir rangos de potencia de entre 2,3 y 22 kW.
Entre los factores limitantes que hay que tener en cuenta se incluyen la capacidad de los fusibles de la vivienda o la capacidad del transformador de media tensión de suministro (también conocido como nivel 6 de la red eléctrica). En zonas residenciales, una potencia máxima de recarga requerida por cliente (por ejemplo, 11 kW) podría suponer una sobrecarga para el suministro energético si los periodos de recarga individuales de varios clientes se solapan en el tiempo. Esto es especialmente cierto si hay más de un punto de recarga por cada punto de conexión a la red del edificio, como en un entorno empresarial con varios puntos de recarga utilizados por los empleados. Por consiguiente, cada solicitud de potencia de recarga (máxima) por empleado debe ajustarse a la potencia disponible en ese momento en el edificio y a la hora probable a la que el empleado desee marcharse, teniendo en cuenta también una posible reducción temporal de la disponibilidad de potencia ordenada por el proveedor de la red (también conocida como limitación de potencia).
Uso de KNX para gestionar el proceso de recarga
En cuanto a la gestión del proceso de recarga, KNX ofrece las siguientes soluciones:
1) Las soluciones sencillas conectan la estación de recarga a través de una interfaz específica (Modbus TCP/RTU). Dependiendo del fabricante del punto de recarga, el instalador debe configurar todos los ajustes relacionados con el protocolo y los datos. En este caso, la lógica de control real del proceso de recarga debe correr a cargo de una entidad externa, como una aplicación de gestión energética, como parte de la instalación KNX.
2) Las soluciones más profesionales utilizan interfaces con perfiles de estaciones de recarga preconfigurados de varios proveedores, cada uno de los cuales incluye 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 descargar tareas específicas de la aplicación general de gestión energética.
Existen varias opciones con productos de diferentes fabricantes, en las que la lógica de la interfaz está integrada directamente como parte de un sistema de gestión energética o de visualización. En cualquiera de los casos anteriores, el instalador KNX configura la funcionalidad deseada por el cliente mediante el software ETS. Como es habitual en el sistema KNX, cada funcionalidad de una instalación se expone mediante puntos de datos específicos y estandarizados, proporcionados por los dispositivos. Esto también se aplica a una configuración de control de recarga de vehículos eléctricos de batería (BEV), en la que los puntos de datos disponibles serían, por ejemplo, los de tensión, corriente o potencia.
Dado que todos los datos relevantes para la recarga están presentes en KNX en tiempo de ejecución, también es posible implementar funcionalidades complementarias a la recarga, como el control de acceso a los puntos de recarga, la monitorización de la potencia o la contabilidad.
La gestión energética basada en KNX también puede automatizar la determinación del momento óptimo para la recarga, teniendo en cuenta las tarifas energéticas variables, la energía autoproducida y las demandas o horarios de otros dispositivos que consumen electricidad en el hogar.
Resumen
Las ventajas de incluir la recarga de vehículos en una instalación KNX son numerosas. La más evidente es que puede integrarse con una amplia gama de otras funciones de control de edificios KNX, de modo que se pueden tener en cuenta muchos factores, lo que da como resultado un sistema integral de control de edificios y gestión energética. Además, el instalador de KNX puede diseñar toda la instalación mediante ETS, lo que da como resultado un diseño global del sistema, la documentación y la asistencia al cliente desde una única fuente.
El control de la recarga es solo un aspecto de una estrategia más amplia de gestión energética KNX que implica una integración más estrecha de los principales generadores de energía eléctrica, como los sistemas fotovoltaicos (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 Asociación KNX.
