En 2024, más de 1 de cada 5 coches vendidos será un vehículo eléctrico (EV).Las agencias intergubernamentales estiman que para 2035,La mitad de todos los coches nuevos vendidos a nivel mundial serán vehículos eléctricos..

Si bien más vehículos eléctricos en las carreteras parece una gran noticia para el medio ambiente, podría generar complicaciones.La red eléctrica aún no está lista para soportar la afluencia de vehículos eléctricos, y las limitaciones de capacidad no abordadas podrían amenazar el futuro de la industria de los vehículos eléctricos.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han desarrollado un dispositivo para ayudar a evitar la sobrecarga de la red: un revolucionario sistema de carga inteligente para vehículos eléctricos.

Su enfoque basado en la optimización no solo ayudaría a reducir el estrés de la red, sino que también permitiría a los usuarios personalizar el proceso de carga y minimizar el costo, priorizar el uso de energía libre de carbono o ajustar la velocidad de carga.La tecnología podría incluso ayudar a promover la industria de los vehículos eléctricos.

"La revolución de los vehículos eléctricos está ocurriendo tan rápido que a las empresas eléctricas les resultará difícil y costoso actualizar la red lo suficientemente rápido para dar cabida a estos vehículos", afirmó Michael J. Leamy, profesor Woodruff y director de estudios de posgrado en la Escuela de Ciencias George W. Woodruff.Ingeniería Mecánica.

"Queríamos investigar una forma de carga inteligente que considere los vehículos eléctricos cuando convergen en elred electrica, que ya sabemos que está cerca de su capacidad máxima.Necesitamos ganar tiempo para los operadores de la red para que no se sientan abrumados cuando entren más vehículos eléctricos al mercado".

Quitándose un peso de encima (la Red)

En el sureste de EE. UU., durante el verano, el consumo de energía alcanza su punto máximo desde el final de la tarde hasta las primeras horas de la noche.Para entonces, el calor del sol ha calentado casas y edificios, y la gente ha puesto en marcha sus aires acondicionados.También es cuando la mayoría de las personas llegan a casa del trabajo y enchufan sus vehículos eléctricos, que inmediatamente comienzan a cargarse.Cuando está enchufado, un vehículo eléctrico puede convertirse fácilmente en el consumidor de energía más importante de un hogar.

"La carga de un montón de vehículos eléctricos durante la carga máxima de energía puede ser problemática para las empresas de servicios públicos, exacerbandodemanda de electricidady sobrecargar la red", dijo Kartik Sastry, un doctorado reciente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática (ECE) y coinventor de la tecnología. "Pero no es necesario comenzar a cargar tan pronto comoven a casa.En la mayoría de los casos, hay tiempo suficiente durante la noche para cargar completamente los vehículos eléctricos".

El equipo se propuso abordar el problema de la sobrecarga de la red aprovechando el tiempo de carga excedente durante la noche.Desarrollaron algoritmos de optimización de vanguardia para distribuir la carga a lo largo del tiempo, minimizando así las tensiones en la red y ofreciendo beneficios a los consumidores.

En lugar de cargar a toda velocidad tan pronto como se conecta un vehículo eléctrico, los algoritmos de carga inteligente del equipo permiten una carga gradual o en varios intervalos a lo largo del tiempo en lugar de hacerlo todo a la vez.Los algoritmos también reducen el consumo máximo de energía de una casa durante la carga, logrando lo que los investigadores llaman "reducción de picos".

El propio algoritmo planifica la carga y cuándo se realizará, en función del estado de la red y las preferencias del consumidor.El sistema además toma estas decisiones sin necesidad de ningún control centralizado, y sin comunicarse con otros vehículos del barrio o ciudad.

"Al utilizar tiempos aleatorios y predicciones del uso de energía doméstica, nuestro algoritmo puede distribuir la carga de manera efectiva", dijo David G. Taylor, profesor de ECE y co-inventor del sistema de carga."Esto significa que la cantidad de vehículos eléctricos en una comunidad puede aumentar sin que la empresa de servicios públicos local incurra en enormes gastos para actualizaciones de infraestructura, siempre que estos vehículos eléctricos utilicen el algoritmo de carga inteligente que hemos desarrollado".

Carga personalizable

El sistema permite a los consumidores personalizar su carga.Usando una aplicación que diseñó el equipo, un consumidor puede controlar cuatro facetas diferentes de la carga: costo, energía libre de carbono, velocidad y estado de la batería.Los widgets deslizantes de la aplicación permiten al usuario sopesar sus preferencias para cada uno;Según las selecciones del usuario, el algoritmo determina la mejor manera de cargar el vehículo minimizando el impacto en la red.

Por ejemplo, para cargar su vehículo rápidamente, un usuario movería el control deslizante de velocidad de carga completamente hacia la derecha.Por otro lado, priorizar la carga libre de carbono programa el cargador para que cargue el automóvil solo cuando haya recursos renovables como la energía eólica o solar disponibles en la red.Elegir cobrar al menor costo haría que el sistema cobrara en momentos de baja demanda según el programa de precios de la empresa de servicios públicos, lo que permitiría al usuario evitar cualquier cargo por demanda.

Conduciendo hacia adelante

El equipo ha publicado varios artículos de investigación sobre el proyecto en revistas importantes.También construyeron prototipos de hardware, completaron estudios de casos de carga con vehículos eléctricos individuales y presentaron una patente para la tecnología.

Ampliando más allá de las aplicaciones del sistema para consumidores individuales, el equipo también ha desarrollado esta tecnología para funcionar en entornos comerciales.Esperan colaborar con una empresa de estaciones de carga de vehículos eléctricos y un sistema escolar público que utiliza autobuses eléctricos para demostrar cómo sus algoritmos reducen automáticamente los costos de carga de la flota.

El objetivo, afirma Leamy, es que las empresas concedan licencias para su tecnología de algoritmo de carga inteligente.

Los investigadores también se están acercando a las empresas automotrices para que incorporen su tecnología a los vehículos eléctricos, lo que permitiría a los usuarios establecer sus preferencias de carga directamente desde su tablero.

"Esperamos demostrar que la carga inteligente es factible a gran escala y también medir los beneficios de hacerlo", dijo Leamy."Tenemos la intención de mostrar cuánto dinero pueden ahorrar los consumidores, las empresas y los sistemas escolares con la carga inteligente en lugar de simplemente cargar de forma ad hoc".

"Anticipamos un aumento significativo en la adopción de vehículos eléctricos, lo que conducirá a una mayor demanda en la red", dijo Sastry."Para proteger la red y ayudar a que la industria de los vehículos eléctricos prospere, debemos adaptarlos de manera inteligente, y eso es lo que esperamos lograr".