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¿Por qué no hay techo sobre estaciones de carga de vehículos eléctricos?

Es curioso, pero todo punto de carga o la  mayoría no tiene un techo que proteja al equipo de carga, el coche y su conductor del sol,  la lluvia y demás contingencias climáticas.

La respuesta rápida a esta interesante pregunta dada por la IA de Google es:

La mayoría de las estaciones de carga de vehículos eléctricos no tienen techo porque, a diferencia de llenar el tanque de gasolina, cargar un vehículo eléctrico normalmente no requiere que el conductor permanezca junto a su vehículo durante un período prolongado, lo que significa que no es necesario un techo para protegerse de los elementos; además, agregar un techo puede aumentar significativamente el costo de instalación sin brindar un beneficio sustancial, especialmente si se considera la naturaleza rápida de conectar y usar de la carga de un vehículo eléctrico.

Nada mas alejado de la realidad. En la mayoría de los casos las fotos diurnas son sobre un cielo claro y soleado o en noches estrelladas de luna llena. Condiciones ideales para mostrar el producto ¡!

Experiencia de los usuarios

A título de ejemplo, vamos a tener en cuenta estas experiencias prácticas de usuarios.

"I got caught in a surprise hail storm while trying to get charging started about a month ago. Not big enough hail to cause real damage but enough to hurt and start a string of cursing.  We definitely need some kind of protection from the elements"

Hace un mes, me sorprendió una granizada inesperada mientras intentaba arrancar la carga. No fue lo suficientemente grande como para causar daños graves, pero sí lo suficiente como para herir y provocar una serie de insultos. Definitivamente necesitamos algún tipo de protección de los elementos.

"More and more, I'm seeing impressive rows of DC charging stations, but not a roof over a single one of them! I was getting soaked in a deluge of rain while looking at people filling up their ICE vehicles very leisurely and comfortably with a big well-lit roof over their heads. To add insult to injury, a gust of wind blew a bucketful of rain onto the drivers seat as I was scrambling to get back into my car! I was feeling quite resentful. Not even Tesla drivers get enough respect to be afforded this luxury that ICE vehicle drivers take for granted"

"Cada vez veo más hileras impresionantes de estaciones de carga de CC, ¡pero ni una sola tiene techo! Me estaba empapando bajo un diluvio mientras veía a la gente llenar el tanque de combustible de sus vehículos de combustión interna con mucha tranquilidad y comodidad, con un techo grande e iluminado sobre sus cabezas. Para colmo, una ráfaga de viento arrojó un aguacero sobre el asiento del conductor mientras me apresuraba a volver a mi coche. Estaba bastante resentido. Ni siquiera los conductores de Tesla reciben el respeto suficiente como para permitirse este lujo que los conductores de vehículos de combustión interna dan por sentado"

(Fuente: https://www.kiaevforums.com/)

El panorama de la movilidad eléctrica está evolucionando rápidamente, con innovaciones en la tecnología de carga y el despliegue de infraestructuras a un ritmo sin precedentes. A medida que los países  avanzan hacia la prohibición de las ventas de coches nafteros y diésel, entender ciertas estructuras de carga como pocos cargadores rápidos hasta las llamadas electrolineras como la falta de comodidad en la  recarga  nunca ha sido más crítico por lo inentendible.

Razones técnicas: el calor, el agua y el frio 

Sí, el calor también tiene un impacto en los componentes electrónicos en las estaciones de carga. Las infraestructuras de carga pública suelen funcionar normalmente hasta temperaturas de 50ºC ambiente.

En los casos más extremos, con temperaturas superiores a 45ºC, algunos terminales pueden desconectar como medida  de seguridad para evitar el sobrecalentamiento. La recarga puede reducirse o interrumpirse temporalmente. El meollo del problema radica en el hecho de que las estaciones de carga públicas rara vez se resguardan. Hoy en día, la mayoría de los puntos de carga ubicados fuera no están equipados con techo ni ninguna protección contra temperaturas extremas. Esto significa que, al igual que su vehículo eléctrico, las estaciones de carga pueden limitar la potencia entregada en climas calurosos. El valor de temperatura ambiente límite no implica de manera alguna que la temperatura dentro del punto de carga (EVSE), luego de horas al sol, sea menor a la que produzca la inutilización  total del mismo.

El agua, desde el punto de vista de la estanqueidad de los puntos de carga (grado de protección IP), no es lo que está en discusión. Pero……………en una lluvia importante, realizar la conexión de carga, da una sensación no precisamente grata la de manipular elementos eléctricos que se referencie a recibir una descarga. Poco probable, pero no, de probabilidad cero.

El frio, poco podemos hacer desde el punto de vista del usuario. Porque techado o no, el frio se siente y más con viento. No obstante, el límite mínimo de temperatura  (-20ªC) de funcionamiento de los EVSE (equipo de suministro para vehículos eléctricos) debe respetarse, cosa que pongo en duda por ejemplo en una nevada a cielo abierto.

  Razones elementales de mínima comodidad

Los casos anteriores son casos extremos perfectamente posibles. No obstante lo elemental no se tiene en cuenta. Por ejemplo, una persona necesita recargar de noche tendrá que iluminarse con  los faros del coche o con la brillantez de la luna (si toca).

Ni que hablar de esperar la recarga tomando un café en un lugar cómodo.

 Conclusión

Estimado lector puedo asegurarte que me he esforzado  para encontrar una o dos  respuestas concluyentes que justifiquen tanta desantención, pero lamentablemente tal o tales respuestas no existen o yo no la encontré. Si encontré en algunos países, especialmente europeos, electrolineras techadas y mas de una con techo conformado por paneles solares para generación de energía fotovoltaica. 

Solo me resta pensar en que la respuesta de la inteligencia artificial "razones de costo" es la acertada u otra, propia,  menos sofisticada ¡"no les interesa"!!!!! (para no ser grosero).  

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                                                                        2025.-

Dentro del contexto

La modernización de la red eléctrica ayudará a las naciones a enfrentar el desafío de manejar las necesidades energéticas proyectadas (incluyendo abordar el cambio climático al depender de más energía de fuentes renovables) en las próximas décadas, al mismo tiempo que se mantiene un sistema de suministro de electricidad robusto y resistente. Según algunas estimaciones, por ejemplo, Estados Unidos necesitará entre 4 y 5 teravatios-hora de electricidad anualmente para 2050. Quienes planifican e implementan la expansión de la red para satisfacer esta mayor carga eléctrica enfrentan desafíos crecientes para equilibrar la viabilidad económica y comercial, la resiliencia, la ciberseguridad, los impactos en las emisiones de carbono y la sostenibilidad ambiental.

Conectar la energía renovable al sistema eléctrico requiere infraestructura de red, tanto a nivel de transmisión como de distribución, incluidas líneas aéreas, cables subterráneos y submarinos y subestaciones eléctricas. A pesar de lo obvio, este hecho ha sido ampliamente pasado por alto en varias regiones. Se deben tomar medidas urgentes para evitar el retraso de las infraestructuras de red, lo que retrasaría la transición energética.

El objetivo de triplicar la capacidad de energía renovable para los próximos años hace que la planificación y la inversión en el desarrollo de la red sean aún más urgentes. A diferencia de la generación concentrada basada en combustibles fósiles o grandes centrales hidroeléctricas, los generadores eólicos y solares están distribuidos en áreas extensas y múltiples ubicaciones. Esto requiere expandir la red para permitirles conectarse y entregar la energía en las cantidades necesarias, donde y cuando se necesita. El suministro de electricidad confiable y accesible para satisfacer las crecientes demandas de energía requeridas por la electrificación del transporte, la calefacción y la refrigeración y la industria, junto con el aumento de las necesidades de electricidad de la tecnología de la información, se basará en la infraestructura de red.

Sin embargo, el despliegue de la infraestructura de red no se realiza de la noche a la mañana. Debido a su naturaleza, las líneas eléctricas deben tener en cuenta el impacto social y ambiental en grandes áreas, a lo largo de todas sus rutas, lo que implica largos procesos de planificación y obtención de permisos y la participación de múltiples partes interesadas, lo que consume mucho tiempo y puede retrasar la implementación. Junto con la agilización de estos procesos, las inversiones anticipadas pueden compensar estas necesidades de tiempo y son esenciales para desbloquear la expansión de la red y evitar cuellos de botella futuros.

Energía solar fotovoltaica/eólica y almacenamiento: funcionan mejor juntos

En los últimos años se ha observado una enorme disminución de los costos de los paneles solares fotovoltaicos y las baterías, con reducciones de precios de los equipos de alrededor del 90% entre 2010 y 2023. Es probable que esta tendencia continúe debido a los avances tecnológicos, las técnicas de fabricación y las crecientes economías de escala. La energía eólica es una fuente inagotable de energía eléctrica lo que se consigue mediante aerogeneradores conectados a las grandes redes de distribución de energía eléctrica, entre otras. Los parques eólicos construidos  representan una fuente de energía cada vez más barata y competitiva. Es incluso más barata en muchas regiones que otras fuentes de energía convencionales.

En el caso de  maximizar el uso de la energía solar que está disponible algunas horas del día, la producción de electricidad de los paneles debe superar las necesidades en ese período, de modo que el exceso se pueda almacenar y utilizar más tarde, hasta que vuelva a brillar el sol. Lo mismo sucede con situaciones de viento nulo o atenuado en sistemas eólicos. Guardar esta energía es posible con los sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS, Battery Energy Storage System). Los avances y la reducción de costos en BESS han hecho que esta tecnología sea competitiva y especialmente adecuada para el almacenamiento a corto plazo, permitiendo el uso de energía solar fotovoltaica limpia también durante las horas posteriores al atardecer, cuando los patrones de demanda tienden a alcanzar su pico.

Si bien la convergencia de las tecnologías de energía solar fotovoltaica y almacenamiento de energía es esencial, para aprovechar todo su potencial es necesario superar desafíos sistémicos, lo que implica políticas claras y de apoyo y abordar la aversión al riesgo empresarial. Los gobiernos deben implementar estrategias energéticas que promuevan explícitamente la integración de la energía solar y el almacenamiento, alineándolas con objetivos más amplios de transición climática y energética.

En función de las características específicas de cada sistema eléctrico, los responsables de las políticas nacionales y regionales deben evaluar, entre la cartera de medidas de apoyo, objetivos cuantificables para el almacenamiento de energía, respaldando estas ambiciones con incentivos a largo plazo y marcos regulatorios sólidos.

Baterías de litio: hoy, la clave del almacenamiento BESS

En los últimos años, el sector de las energías renovables ha visto en las baterías de ion de litio la solución a su principal problema: el almacenamiento de la energía generada. Siendo uno de los elementos más pequeños de la tabla periódica, el litio cuenta con un elevado potencial electroquímico y puede acumular grandes cantidades de energía. Dotadas de un reducido peso y una alta eficiencia, solo un escollo ha apartado hasta ahora a las baterías de litio de convertirse en la principal tecnología de almacenamiento de las renovables: su elevado costo.

Esta situación, sin embargo, parece estar cambiando. Según un reciente estudio de BloombergNEF (BNEF), el costo de las baterías de ion de litio se reducirá notablemente en los próximos años —más allá incluso de la reducción del 85% que se produjo entre 2010 y 2018—. En concreto, BNEF pronostica una reducción a la mitad de los costos de las baterías de ion de litio por kW/h para 2030, a medida que la demanda despega en dos mercados diferentes: almacenamiento estacionario y vehículos eléctricos.

Esto propiciará que las instalaciones de almacenamiento de energía a nivel mundial se multipliquen exponencialmente, desde unos modestos 9GW/17GWh implementados a partir de 2018 hasta los 1.095GW/2.850GWh para 2040. Este espectacular aumento requerirá una inversión  millonaria en  de dólares.

Inserción en la red eléctrica de vehículos eléctricos

Si bien los vehículos eléctricos ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la demanda de energía para cargarlas puede tener efectos adversos en la red, sobrecargando el sistema de distribución. Sin embargo, estas mismas fuentes de carga se pueden convertir en valiosos recursos de la red con controles avanzados y comunicación. En escenarios futuros, de alta penetración de vehículos eléctricos en el sistema eléctrico, la energía eléctrica que los alimenta será proporcionada por estas energías renovables.

Si la carga de vehículos eléctricos se realiza a plena potencia justo al atardecer, cuando los paneles solares están reduciendo su potencia, o en momentos donde la velocidad del viento en los parques eólicos disminuye, la carga neta que el resto del parque generador (recursos convencionales) tendría que abastecer sería muy elevada. Esto obligaría a instalar más generación, aumentar la capacidad de transmisión, adecuar las redes de distribución y considerar nuevos servicios complementarios para el sistema eléctrico.

Para lograr el máximo aprovechamiento de la generación renovable, tanto centralizada como distribuida, es necesario estudiar y comprender las variaciones de la generación y los hábitos de consumo de energía para transporte en el contexto local. Por ejemplo, en muchos países, la tarifa eléctrica de noche es más baja para aprovechar los excesos de potencia base en horas de menor consumo.

En los países donde los clientes domiciliarios tienen, en su mayoría, una tarifa plana por consumo de electricidad, a la gran mayoría no le ofrece ningún tipo de incentivo para modificar los patrones de consumo, por lo cual, se debería considerar la utilización de tarifas TOU (Time-of-Use). Esto se presta muy bien para la carga lenta (nocturna) de los vehículos eléctricos en casa. Como la energía solar fotovoltaica tiene su máximo de generación cercano al mediodía, es más compatible con la carga durante el día. Esto puede ser factible si se dispone masivamente de cargadores estándar (carga más rápida) de acceso público durante el día, en los lugares de trabajo o en estacionamientos públicos, provistos con los apropiados medios de pago (más aún si se cuenta con tarifas diferenciadas). Así podría lograrse un mejor aprovechamiento del recurso fotovoltaico. Esto también ayudaría a los conductores, con la llamada range anxiety (ansiedad por la autonomía), entre otros beneficios. Además, la combinación de las energías renovables con sistemas de almacenamiento de energía, permite una mayor flexibilidad en la gestión de la demanda de energía. Esto significa que, en momentos de alta demanda, la energía almacenada en las baterías puede utilizarse para cargar los vehículos eléctricos, aliviando la carga de la red eléctrica convencional.

La energía solar/eólica y los vehículos eléctricos son una combinación poderosa para enfrentar los retos ambientales actuales. En nuestro país, la integración de estas tecnologías tiene un enorme potencial para transformar el sector del transporte, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorando la calidad del aire y creando un modelo de movilidad más eficiente y accesible de última tecnología. Sin duda, la sostenibilidad y la innovación serán las claves para avanzar hacia un futuro más limpio y saludable,  la energía solar/eólica y los vehículos eléctricos juegan un papel central en este camino.

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                     2025.-

Megawatt Flash Charger: BYD presenta  su nueva estación de carga

Cargadores de 1.000 kW capaces de añadir autonomía a una tasa de 2 km por segundo

Ya quedó atrás la meta de alcanzar el mismo tiempo de repostaje de carga eléctrica  que de combustible líquido. El 17 de Marzo 2025, BYD lanzó las Super e-Platform, estaciones de carga de 10C (la tasa C es la unidad que se utiliza para medir la velocidad a la que una batería se carga o descarga), adecuadas para los coches eléctricos  con el sistema de alta tensión de 1000V. La estación de carga de BYD ha superado notablemente a su competencia con los 1000 kW. A modo de referencia las tecnologías de Tesla rondan la potencia de los 500 kW y el Xpeng S5 tiene 800 kW, por lo que BYD estaría tomando la delantera en recargas de coches eléctricos.

Si las baterías pueden cargarse tan rápido, los coches eléctricos de BYD se volverán mucho más llamativos e interesantes para los usuarios. Esto es una gran presión para la competencia quienes podrían verse obligados a innovar con más tecnologías o bien bajar sus precios para compensar.

Pueden cargar 400 km de autonomía en 5 minutos. El presidente de la compañía, Wang Chuanfu, anunció que BYD establecerá más de cuatro mil puntos  de carga en toda China.

Video mostrando la carga en tiempo real:

https://youtu.be/Od4vURm0hws?si=YeUh02CBQHbpETqQ

BYD lanzó el primer cargador del mundo con 1000V y 1000A. Tiene una potencia de carga máxima de 1000 kW o 1 MW. Gracias a este número, la batería BYD soporta la carga de 10C. Puede cargar 400 km en 5 minutos. Esto es, dos kilómetros en un segundo. Durante la prueba en vivo, esta estación alcanzó el nivel de potencia de 1 MW en 10 segundos (mientras cargaba los vehículos Han L EV y Tang L EV). El tiempo de carga del 7% al 50% fue de sólo 4.5 minutos.

El BYD Megawatt Flash Charger es el sistema de carga de coches  más potente de la industria. Sus principales rivales también muestran una actuación impresionante. Sin embargo, siguen rezagados:

    Tesla V4: 500 kW.

    Li Auto 5C: 520 kW.

    NIO Potencia: 640 kW.

    Xpeng S5: 800 kW

Por supuesto, los coches de muestra están equipados con la última batería de BYD con un módulo de alimentación de carburo de silicio de 1500V. Gracias a este elemento, la batería puede descargar de manera efectiva. Como resultado, los BYD Han L EV 4WD y Tang L L EV 4WD con este sistema a bordo tienen un motor eléctrico de 580 kW en el eje trasero. Este motor puede alcanzar las 30511 rpm. La relación de la potencia-peso del coche es de 16,4 kW/kg (22 CV/kg). En 30000 rpm, este motor eléctrico todavía tiene 524 kW de potencia. Como resultado, un vehículo eléctrico de la marca BYD con la última tecnología puede acelerar hasta 100 km/h en un rango de 2 segundos. Además, pueden acelerar repetidamente hasta 100 km/h más de 70 veces. La velocidad máxima de los coches supera los 300 km/h (la velocidad máxima de Han L-S es de 305 km/h).

Módulo Full-SiC Power con chips sinterizados e interconexiones avanzadas en el inversor de BYDs 8-in-1.

El sistema de propulsión BYD 8 en 1 incluye el BMS, la VCU, el inversor, la PDU y el OBC-DC/DC integrados en una sola unidad, y la caja de cambios/motor eléctrico en otra.

Módulo de potencia de SiC

Módulo de potencia de SiC (caburo de silicio) de 1200 V de BYD en el inversor del controlador de dominio del tren de potencia 8 en 1 para los vehículos eléctricos. Este módulo utiliza una innovadora tecnología de MOSFET de SiC, un ensamblaje basado en interconexión de cobre y un proceso de sinterización (sinterización es un tratamiento térmico utilizado para el desarrollo de uniones entre partículas) para un rendimiento eléctrico mejorado. El módulo tiene una tensión de 1200 V y una corriente nominal de 500 A.

Los productos de BYD Semiconductor han establecido una cadena industrial completa que abarca el diseño de chips, la fabricación de obleas, el empaquetado y prueba de módulos y las pruebas de aplicaciones a nivel de sistema. Siendo en la actualidad un líder mundial y la única empresa china que ha logrado una aplicación a gran escala de módulos de puente completo trifásicos de SiC en controladores de accionamiento de motores para vehículos eléctricos de alta gama. El objetivo principal es mejorar las capacidades analíticas existentes y facilitar la generación de nuevos modelos predictivos o biomarcadores. Para ello, se buscaba vincular los datos de imágenes con la Historia Clínica Electrónica (HCE), utilizando técnicas de procesamiento del lenguaje natural (PLN) para su análisis. IGBT y los productos de SiC se suministran principalmente a los vehículos internos del Grupo BYD. Pero también a otros fabricantes como Sokon, Yutong, Foton, Ruiling, Beijing Times, Inovance, Blue Sea Huateng y Huichuan Technology.

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                             2025.-