Algunas claves para la carga de vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos (VE) se están convirtiendo en una opción de transporte más atractiva, ya que ofrecen un gran ahorro de costes, disminuyen la dependencia del petróleo extranjero y reducen las emisiones de carbono. Sin embargo, la variación de los patrones de demanda temporal y espacial de los vehículos eléctricos amenaza el funcionamiento de la red eléctrica y sus componentes físicos. Por ello, la capacidad de la red eléctrica para gestionar la posible carga adicional se ha convertido en un factor importante para el éxito de la integración. Para que esta integración se produzca sin problemas, la red eléctrica y los consumidores deben coordinarse en armonía.

Por lo tanto, se espera que el Internet de los vehículos eléctricos alcance una parte considerable del mercado en la próxima década. De hecho, se estima que habrá alrededor de 50 millones de vehículos con conexión a la red para el año 2040. A continuación hablaremos sobre los requisitos de comunicación, los estándares y las tecnologías candidatas hacia el Internet de los vehículos eléctricos (IoEV).

Las tecnologías más populares para la HAN (Home Area Network, red de área doméstica) son Zigbee, la red de área local inalámbrica (WLAN) basada en 802.11 y las femtoceldas. Zigbee ofrece la cobertura necesaria (de 30 a 40 m), la velocidad de datos (256 Kbps), el bajo consumo de energía y el coste de despliegue. De hecho, tiene una cuota de mercado considerable en el mundo de los servicios públicos. La ubicuidad de los dispositivos compatibles con 802.11 hace que la WLAN sea un firme candidato para la HAN.

Las femtoceldas suelen emplearse como puntos de acceso de las redes celulares. Esta tecnología utiliza la banda ancha del cliente, DSL, etc. para conectarse a la red central del operador inalámbrico. De este modo, las femtoceldas ofrecen la cobertura y la capacidad necesarias en interiores para las aplicaciones de redes inteligentes.

Para la recarga residencial, las comunicaciones entre la UME y la red eléctrica se apoyan en la red de infraestructura de medición avanzada (AMI) existente. Hay varios candidatos para este fin, analicemos algunos de ellos a continuación.

● Comunicaciones por línea eléctrica (PLC): el PLC de banda ancha utiliza una banda de frecuencia de 1,8 a 250 MHz y la velocidad de internet y velocidad de datos física varía entre unos pocos megabits y cientos de megabits. El PLC de banda estrecha opera en la banda de 3 a 500 kHz y proporciona velocidades de datos más bajas. El tercer tipo de comunicaciones PLC es la tecnología de banda ultraestrecha, que es también el tipo más antiguo de los tres. Sólo proporciona una velocidad de datos de unos cien bits por segundo.

● Redes de espacio blanco: La asignación a largo plazo del espectro inalámbrico a partes como las emisoras de televisión digital ha creado un uso ineficiente de la banda ISM. El uso de esta tecnología ofrece las siguientes ventajas: Permite altas velocidades de datos de forma rentable. La red de espacios blancos tiene una gran penetración y capacidad de transmisión de largo alcance, lo que eliminaría la necesidad de diseños complejos (para las unidades de agregación de datos). Además, se puede conseguir fácilmente una alta cobertura utilizando los espacios blancos. La norma IEEE 802.11af, también denominada "White-Fi" y "Super Wi-Fi", es una propuesta reciente que permite el funcionamiento de las WLAN en el espectro de los espacios blancos de televisión en las bandas VHF y UHF. Utiliza la tecnología de radio cognitiva para transmitir en los canales de televisión no utilizados, y la norma toma medidas para limitar las interferencias para los usuarios primarios, como la televisión analógica, la televisión digital y los micrófonos inalámbricos.

● Infraestructura cableada: Otra opción podría ser la construcción de una infraestructura cableada. Los enlaces de comunicación dedicados dan a las empresas de servicios públicos un control total sobre la red y reducen la dependencia de las infraestructuras de comunicación operadas por terceros. Sin embargo, la construcción de estas infraestructuras cableadas es muy costosa. Por otra parte, si las comunicaciones bidireccionales van a formar parte de la red eléctrica durante el próximo siglo, podría ser lógico construir tal infraestructura gradualmente con el tiempo.

● La banda ancha del cliente: Una escuela de pensamiento sugiere utilizar tecnologías de banda ancha básicas, por ejemplo, líneas de abonado digital (DSL) o cable. En este caso, los gastos de capital (CAPEX) son menores, ya que la infraestructura principal de comunicación ya se ha desplegado. Además, las tecnologías de banda ancha básicas utilizan el protocolo de Internet (IP), por lo que pueden conectarse fácilmente a otras redes de comunicación ubicuas basadas en IP. No obstante, existen varios inconvenientes. El número de conexiones de banda ancha es inferior al número de contadores de energía. Esto ocurre especialmente en los países en desarrollo. Además, los tiempos de inactividad en algunos despliegues son inaceptables para las aplicaciones críticas de las redes inteligentes.