Desde los primeros modelos comerciales de vehículos eléctricos en el mercado automotriz en 2010, el proceso de recarga ha ido cambiando gradualmente, desde un modelo que depende exclusivamente de la carga residencial, a uno mixto que está exhibiendo una creciente dependencia en la carga utilizando infraestructura pública.
Una exitosa introducción de la carga rápida, sumado a una creciente popularidad de cargadores habilitados en lugares de trabajo, han cambiado la forma en que la recarga es concebida, además de proporcionar una mayor flexibilidad a los conductores. A pesar de que el método preferido de recarga de baterías seguirá siendo el residencial, la disponibilidad de una infraestructura de carga pública representa un factor positivo para la masificación de la electromovilidad.
Parámetros Fundamentales de la Recarga
El proceso de recarga de baterías es fundamental, tanto para el funcionamiento de los vehículos eléctricos, como para la red de distribución a la que se conectará la red de carga. Fundamentalmente, existen 3 parámetros para caracterizar la recarga: el nivel (level), el tipo de conector y el modo de carga.
La industria de la electromovilidad está haciendo importantes esfuerzos en aumentar la capacidad de las baterías al rango de 60 - 100 kWh. Esto implicará un aumento de los tiempos de recarga o en los niveles de potencia de los cargadores, que se proyectan al rango de los 350-400 kW. Estos niveles se alejan de los niveles esperados en sectores no industrializados, por lo que la habilitación de electrolineras o puestos de carga en estacionamientos involucrará la actualización de componentes de transmisión y distribución eléctricas.
El Rol de las Compañías de Electricidad
Este constante cambio de la infraestructura de carga para los vehículos eléctricos, ha modificado el rol de las compañías de electricidad en su desarrollo, las que cada vez son más partícipes en la instalación de nuevas estaciones de cargas, tanto del sector público como privado. A modo de ejemplo, en Canadá y Estados Unidos, las compañías públicas han apoyado activamente la instalación de 5.500 estaciones de carga en Norteamérica, con aportes que superan los USD$1.000 millones. Estos programas tienen como propósito, beneficiar a todos los usuarios del sistema y a la sociedad mediante la reducción de tarifas y emisiones de carbono, y la creación de nuevos trabajos.
Tipos de Transferencia de Energía
Finalmente, es importante señalar que, dentro de las categorías mencionadas, el medio físico por el cual se establece la transferencia de energía difiere entre tecnologías, los que pueden ser conductivos, y utilizar un cable o medio de conducción sólido para el flujo de electrones, como también inductivos, y hacer la transferencia inalámbrica mediante inductores magnéticamente acoplados. La carga inductiva permitiría, potencialmente, transferir energía durante los viajes, implementando carreteras energizadas y solucionar, en gran medida, el problema de autonomía de las baterías. Sin embargo, los cargadores conductivos dominan, casi en su totalidad, el mercado de cargadores eléctricos debido a su madurez y desempeño probado. Las aplicaciones de cargadores inductivos tienen prototipos principalmente ligados a operación de buses bajo el concepto de carga de oportunidad u opportunity charge. Bajo esta misma línea se encuentra los cargadores conductivos de tipo pantógrafo o carga superior.
Autos Eléctricos en Chile
Los autos eléctricos en Chile son una de las principales innovaciones de la industria automotriz que ha llegado al país en los últimos años. Estos ejemplares son una importante alternativa a los impulsados por combustibles fósiles, porque contribuyen a reducir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) al conducir, como el CO₂, hasta en un 70%. La comercialización de vehículos propulsados con tecnología cero emisiones, como la electricidad, ha ido creciendo progresivamente. Por ejemplo, la Asociación Nacional Automotriz de Chile indica que, al cierre del 2023, la venta de vehículos electrificados llegó a las 9.336 unidades, con un aumento histórico del 35%.
Vehículos Eléctricos: Una Nueva Forma de Relacionarse con los Autos
La masiva entrada de vehículos eléctricos en Chile, supone la necesidad de adaptarse al funcionamiento de estos ejemplares. En consecuencia, comprender cómo y dónde se carga un auto eléctrico resulta clave para la implementación de la infraestructura adecuada para llevar a cabo esta tarea. Los autos eléctricos almacenan su energía en una batería, en su mayoría de litio, que transforma la electricidad en movimiento. Esta se obtiene desde una fuente de electricidad, como una toma de corriente, o estaciones de carga para autos eléctricos (también llamadas electrolineras).
En cuanto a los autos híbridos, estos funcionan tanto con gasolina como con electricidad. Dependiendo de su tipo, pueden requerir conectarse como es el caso de los híbridos enchufables (PHEV).
Principales Estaciones de Carga para Autos Eléctricos en Chile
Los puntos de carga de acceso público son bastante prácticos, ya que se puede acudir a ellos tal como a una estación de servicio y son clave para saber cuánto cuesta cargar un auto eléctrico en Chile. Según informan el Ministerio de Energía y el Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones, llegaron a ser 908 durante el 2023, con proyecciones de hacer crecer esa cifra. Hay instalaciones de empresas públicas y privadas como:
1. Enel X
Con el propósito de fomentar la electromovilidad en Chile, Enel, una de las principales empresas de generación eléctrica en el país, ha dispuesto a lo largo del territorio nacional diversas soluciones para que las personas puedan cargar las baterías de sus vehículos eléctricos de forma fácil, confiable y segura.
2. Empresas Proveedoras de Energía
Otra respuesta para saber dónde se carga un auto eléctrico, son las empresas del rubro energético como Copec, Colbún, Saesa y EMOVI Chile, que también están implementando electrolineras y desarrollando soluciones para la adecuada carga de vehículos eléctricos, ayudando a promover la apuesta por estos ejemplares. Incluso existen alianzas con empresas de otros rubros como McDonald's y Walmart, que han dispuesto de cargadores para que los usuarios puedan recargar sus autos al visitar sus instalaciones.
3. Domicilios Particulares
Las personas que cuenten con vehículos eléctricos también pueden realizar la carga en sus propios domicilios. Para esto, mediante un distribuidor autorizado, deben comprar e instalar un cargador doméstico, que en función de sus características ofrecerá una determinada potencia y velocidad de carga.
La Estrategia Nacional de Electromovilidad impulsada por el Gobierno, tiene como meta llegar a contar con cargadores públicos en zonas interurbanas cada 100 km entre sus acciones concretas al 2026, y ser un País Carbono Neutral para el 2050, objetivo que integrará tanto inversión pública como privada.
¿Cuánto se Demora en Cargar un Auto Eléctrico?
La relación entre el tamaño de la batería, la potencia de carga y la capacidad del cargador del vehículo establece cuánto se demora en cargar un auto eléctrico. Por ejemplo:
- Si un auto eléctrico completamente descargado tiene un cargador con potencia de 10 kW y una batería de 100 kWh, el proceso de carga demoraría 10 horas.
- Siguiendo el mismo ejemplo, el proceso de recarga demandará solo 1 hora si la potencia de carga del vehículo eléctrico es de 100 kW.
¿Cuánto Cuesta Cargar un Auto Eléctrico en Chile?
El valor de carga dependerá de la fuente de alimentación que se utilice:
- Para un vehículo con batería de 100 kWh, una carga doméstica puede costar alrededor de $12.000, si el valor de la electricidad en el hogar es de $120 pesos por kWh.
- Si el mismo vehículo se recarga completamente en Copec, el valor sería de $20.000 aproximadamente, ya que esta compañía ha establecido una tarifa de alrededor de $200 pesos por kWh.
Seguridad en las Estaciones de Carga
El aumento exponencial de vehículos eléctricos en nuestras carreteras ha traído consigo un desarrollo repentino de las infraestructuras para cargarlos. Pero, independientemente de la tecnología que se use para el transporte de carreteras, la clave siempre ha sido la seguridad. En el caso de los vehículos eléctricos, además de la seguridad personal en la carretera, entran en juego otros factores relacionados con un uso adecuado de la energía eléctrica, necesaria para su funcionamiento.
El proceso de carga de los coches eléctricos empieza con la generación de energía en una central eléctrica o en una planta de energía renovable, para más tarde proceder a su transmisión y distribución a los puntos de carga EVSE. A partir de ahí se puede iniciar la carga de la batería del vehículo. Las estaciones de carga pueden colocarse en diferentes lugares, como gasolineras, aparcamientos, garajes subterráneos o directamente en los hogares. A grandes rasgos, podemos dividirlas en estaciones tipo CA y CC.
Las estaciones de CA suelen tener una potencia menor, con un rango de 3,7 kW a 22 kW. Por su parte, las estaciones de carga en CC, que se conocen comúnmente como de carga rápida, son capaces de aportar una potencia de hasta 350 kW. Entre sí se diferencian principalmente según las necesidades y condiciones de conexión que, por desgracia, suelen suponer un obstáculo importante. Sin embargo, independientemente de la estación para la que esté pensada la conexión, es necesario haber realizado, ya en esta etapa, las mediciones eléctricas necesarias. El tipo de medición en las propias estaciones de carga va a ser, en cierta forma, diferente debido a su modo de operación y diseño.
El principio básico para una correcta realización de las pruebas es el cumplimiento con la normativa y legislación aplicables, pues son una garantía de la aplicación del conocimiento técnico probado y más vanguardista en un ámbito concreto; en nuestro caso, en el ámbito automovilístico y de instalaciones eléctricas. Parte 4-41: Protección para garantizar la seguridad. Parte 7-722: Requisitos para instalaciones o emplazamientos especiales. EN 62196: Bases, clavijas, conectores de vehículo y entradas de vehículo. EN 50620: Cables eléctricos. EN ISO 15118: Vehículos de carretera.
Mediciones Eléctricas Esenciales
Para garantizar una correcta protección contra las descargas eléctricas, así como la seguridad de los usuarios y los dispositivos, es necesario comprobar que las conexiones de protección con accesibilidad a elementos conductivos funcionan correctamente y su puesta a tierra es correcta; se trata de una de las pruebas más importantes.
- Medidas de resistencia de la puesta a tierra de servicio, siempre que vayan a usarse. La calidad de las puestas a tierra afecta de forma directa a la seguridad de uso de los dispositivos y, especialmente, a la eficacia de la protección contra descargas eléctricas y contra rayos. La resistencia medida nos permite determinar el valor de la tensión de contacto que puede surgir entre distintas partes conductoras del conducto de protección. En la actualidad, los productores de dispositivos de medición ofrecen diferentes métodos de medida, aunque la más popular sigue siendo el método técnico.
- Mediante el aislamiento de las partes activas del circuito, se aplica protección básica en caso de contacto directo. Esto no solo protege al usuario de la instalación del riesgo de electrocución al tocar una parte conductiva, sino que también protege la propia instalación en caso de cortocircuito entre cables o entre una fase y la estructura de un dispositivo contactado a la red. Hay que ser conscientes de que, dependiendo del diseño y de los elementos usados, la tensión que se aplica a los circuitos de la estación puede, en casos extremos, dañar o disparar la protección. Por ello, es necesario disponer de los conocimientos técnicos adecuados y estar familiarizado con el elemento examinado.
- Por supuesto, también deberíamos analizar el cable de suministro del punto de carga. Uno de los elementos de protección contra descargas eléctricas por contacto indirecto es el uso de protección contra la sobreintensidad en los circuitos eléctricos. Un valor lo suficientemente bajo de la impedancia del bucle de cortocircuito es una condición fundamental para su correcto funcionamiento durante el tiempo exigido en la norma. Por su parte, este valor tiene un efecto directo en la corriente esperada de cortocircuito. Hay que relacionar el resultado de la medición con las protecciones usadas en el circuito. Muchos instrumentos de medida disponibles en el mercado llevan una base de seguridad integrada y lista.
La prueba de los parámetros de los interruptores diferenciales tiene como objetivo determinar si son capaces de conectar el circuito en el momento correcto en caso corriente diferencial forzada. Esta consiste básicamente en medir la corriente de actuación así como el tiempo de actuación del interruptor. Dependiendo del tipo de interruptor diferencial y su corriente diferencial, comparamos los límites contenidos en las normas. En los casos de las estaciones de carga, el interruptor diferencial es un elemento de protección importante exigido por las normas. Además, si la estación cuenta con más de un punto de carga, estos deberían protegerse con este tipo de interruptor de forma individual. Por otra parte, debido a la presencia de CC en el sistema de autocarga, es imprescindible la protección mediante la detección de una corriente diferencial forzada de más de 6 mA. En la práctica, esta condición la cumplen los interruptores diferenciales de clase B o una versión de interruptores de tipo A especializados con una señalización adicional de vehículo eléctrico.
Para realizar un examen completo, es imprescindible contar con los instrumentos de medición adecuados y que cumplan con los requisitos establecidos en la norma EN 61557, compuesta de varias partes.
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