Impacto de los vehículos eléctricos en la red eléctrica del campus

Los vehículos eléctricos (EVs) están ganando popularidad, lo que ha llevado a un aumento en las estaciones de carga, especialmente en lugares como la Universidad Estatal de California Northridge (CSUN). Este incremento en el uso de EVs eleva la necesidad de más electricidad para cargar esos autos, lo que podría afectar la Red eléctrica que suministra energía al campus. Es importante ver cómo estas cargas de carga impactan el sistema y encontrar soluciones para manejar la demanda adicional.

#La demanda creciente de electricidad

Con más gente usando EVs, la demanda de electricidad está subiendo rápidamente. Hay varios factores que contribuyen a esta tendencia, como la caída de los precios de las baterías y los incentivos del gobierno. A medida que se producen más EVs, la red eléctrica enfrenta desafíos debido a la capacidad limitada de transmisión y distribución. La mayor demanda puede llevar a problemas como Congestión en las líneas, lo que hace necesario actualizar la red eléctrica para evitar interrupciones en el servicio.

#Soluciones de Carga Inteligente

La investigación ha explorado formas de lidiar con el impacto de la carga de EVs en la red eléctrica. Un enfoque efectivo se llama carga inteligente, que gestiona cuándo se cargan los autos considerando aspectos como la disponibilidad de energía renovable y la carga actual de la red. Al analizar el uso de vehículos y el consumo de energía, la carga inteligente ayuda a evitar sobrecargar la infraestructura eléctrica.

Hay dos estrategias principales para cargar EVs: centralizada y descentralizada. En un método centralizado, una empresa de servicios públicos o un operador de red de carga planea cuándo se cargarán grupos de EVs. El método descentralizado permite que los EVs individuales se carguen según señales de precios. Ambas estrategias buscan equilibrar la demanda de electricidad, minimizar la pérdida de energía y promover el uso de fuentes de energía renovable.

#Necesidades de infraestructura

El sistema de distribución de energía está diseñado para manejar una sobrecarga limitada, lo que significa que un aumento en la carga de EVs requerirá fortalecer la infraestructura existente o añadir nueva capacidad. Diferentes estaciones de carga, ya sean lentas o rápidas, generan impactos variados en la red. Una posible solución para las estaciones de carga rápida es conectarlas a líneas de mayor voltaje para reducir la tensión en el sistema en general.

En áreas como los campus universitarios, donde mucha gente puede querer cargar sus vehículos, la demanda de electricidad puede aumentar rápidamente. Este pico puede dañar el sistema o hacer que falle. Por eso, es crucial analizar cómo la carga de EV afecta la red del campus en CSUN.

#Modelando la red eléctrica

Para estudiar el efecto de la carga de EVs, se modeló la red eléctrica de CSUN utilizando software de computadora. Se recogieron datos de carga de medidores en edificios del campus y estaciones de carga cada 15 minutos. Estos datos medían cuánta electricidad se estaba usando en tiempo real.

Los componentes de la red, como transformadores y cables, se mapearon para determinar cómo responderían bajo diferentes escenarios. Usando scripts de Python, se simularon varios escenarios de carga para ver cómo reaccionaba la red a diferentes niveles de demanda de EV.

#Escenarios realistas

El modelo de la red eléctrica fue diseñado para reflejar condiciones del mundo real, permitiendo a los investigadores ver cómo la carga de EV podría afectar el sistema. Los hallazgos iniciales mostraron que, sin ninguna carga adicional de EV, la red funcionaba sin problemas y sin congestión.

El siguiente paso fue introducir cargas proyectadas de EV en el modelo. Se crearon escenarios para determinar cómo respondería la red cuando hasta el 25% de la capacidad de estacionamiento se usara para la carga de EV. Estos escenarios destacaron posibles áreas de congestión y puntos de estrés dentro del sistema.

#Impacto de diferentes escenarios

El impacto de la carga de EV en la red se examinó a través de tres escenarios principales, cada uno representando diferentes niveles de cargas de vehículos.

#Escenario I: Carga sin apoyo

En el primer escenario, los investigadores observaron cómo la red se manejaba sin apoyo de energía renovable o estrategias de Gestión de la demanda. Cuando se usó el 10% de la capacidad de carga disponible para EV, algunas líneas y transformadores mostraron signos de congestión. Cuando esto aumentó al 25%, la congestión empeoró significativamente, afectando a muchas partes de la red.

#Escenario II: Adición de generación fotovoltaica

El segundo escenario examinó el efecto de incorporar energía solar (Sistemas Fotovoltaicos) en la red. La adición de energía solar ayudó a reducir el número de líneas congestionadas, mostrando que la energía renovable puede jugar un papel en equilibrar la carga adicional creada por la carga de EV. Sin embargo, incluso con energía solar, algunas líneas seguían estresadas, indicando la necesidad de más soluciones.

#Escenario III: Combinando estrategias

El escenario final probó la combinación de energía solar y estrategias de gestión de la demanda, como temporizar la carga para evitar períodos de alta demanda. Este enfoque demostró ser efectivo para gestionar las cargas de EV en la red. Al usar tanto generación solar como gestión de cargas, el número de líneas congestionadas disminuyó significativamente, demostrando la importancia de estrategias multifacéticas en la gestión de la red.

#Conclusión

El estudio de los impactos de la carga de EV en la red eléctrica de CSUN reveló perspectivas importantes. A medida que aumenta el número de EVs, también lo hace la demanda de electricidad. Implementar técnicas de carga inteligente, utilizar fuentes de energía renovable y gestionar las cargas de carga estratégicamente puede ayudar a mitigar la tensión en la red.

Al analizar a fondo diferentes escenarios, los investigadores identificaron formas efectivas de integrar la infraestructura de carga de EV sin comprometer la fiabilidad de la red. Esta investigación continua guiará la planificación y el desarrollo futuros para asegurar una red eléctrica estable a medida que la demanda de vehículos eléctricos siga creciendo.

Los hallazgos enfatizan la importancia de un enfoque proactivo para gestionar la red eléctrica, permitiendo flexibilidad y adaptación a medida que se expande el uso de EV. En última instancia, estas estrategias apoyarán el crecimiento de la infraestructura de carga para vehículos eléctricos mientras mantienen un servicio eléctrico eficiente y fiable para la comunidad del campus.