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Determine su capacidad eléctrica antes de seleccionar un poste de carga
Poste de carga de nivel 1 frente a poste de carga de nivel 2: mínimo necesario para desencadenar actualizaciones del sistema eléctrico
Al instalar un poste de carga de nivel 2, los propietarios deben realizar algunas evaluaciones de la capacidad de sus cuadros eléctricos. Los postes de carga de nivel 2 consumen entre 30 y 80 A. Un poste de carga de nivel 2 instalado en un cuadro eléctrico con una capacidad de 100–200 A podría estar al límite de exceder la capacidad máxima del cuadro para una carga sostenida. Las causas principales incluyen:
1. Asignación del interruptor de 120/240 V frente a 240 V: Las estaciones de carga de nivel 2 deben instalarse en interruptores bipolares dedicados de 240 V. Los interruptores unipolares comunes de 120 V en una estación de carga de nivel 2 no son suficientes.
2. Estación de carga de 125 A con interruptor de 40 A: una estación de carga de nivel 2 deja muy poca capacidad restante (25 A) en un cuadro de distribución de 125 A con una carga sostenida de 100 A, frente a un máximo del 80 %.
3. Capacidad del cuadro de distribución para 120 V: las estaciones de carga de nivel 2 no pueden soportarse con capacidades de cuadro de distribución de 240 V, y es necesario rehacer la instalación eléctrica de la vivienda para obtener 240 V.
Para mitigar el riesgo de incendio en cuadros de distribución con estaciones de carga de nivel 2, cuyas temperaturas se elevan significativamente, resulta extremadamente arriesgado.
No evaluar los riesgos relacionados con la capacidad de respaldo y carga puede generar condiciones peligrosas, ya que los cuadros de interruptores y los cables podrían provocar un incendio durante la noche, momento en que se produce la mayor carga sostenida.
Preparación eléctrica del sitio público: coordinación con la compañía eléctrica, cargos por demanda y dimensionamiento del alimentador para la implementación de múltiples estaciones de carga
La implementación de estaciones comerciales de carga para vehículos eléctricos (EV) implica, por naturaleza, una participación temprana con las compañías eléctricas locales más allá de simples interconexiones y requiere considerar la integridad a largo plazo de la red eléctrica. Una implementación múltiple de estaciones de carga rápida de corriente continua (DC) puede generar una demanda combinada de 400-800 kVA. Esta demanda suele superar la capacidad de los alimentadores del sitio y de los alimentadores de subestación. Las consideraciones críticas de planificación incluyen:
Dimensionamiento de alimentadores y transformadores: Aplicar el marco IEEE 141 (Libro Rojo), modelar la demanda máxima y mantener una caída de tensión constante inferior al 5 % en la última estación de carga.
Mitigación de cargos por demanda: Los cargos por demanda pueden representar del 30 al 70 % de la factura total de la compañía eléctrica. El uso de baterías de respaldo y/o lógica de activación escalonada ayuda a suavizar las demandas pico.
Distribución preparada para el futuro: Para aplicaciones minoristas o de flota, diseñe los paneles principales para soportar el 150 % de la carga prevista para la recarga de vehículos eléctricos (EV). Esta carga incluye la consideración de la adición de estaciones de recarga y previsiones para tecnologías de recarga de próxima generación con mayor potencia en vatios.
Involucrar formalmente a las compañías eléctricas en un estudio de carga y en una solicitud de interconexión mejora las posibilidades de lograr plazos inferiores a 6–12 meses. Esto elimina cambios costosos en los planes en fases avanzadas.
Integración de patrones reales de uso
Postes de recarga residenciales de nivel 2: Recarga rápida a un precio razonable para la recarga completamente residencial durante la noche
Con una tensión de 240 V, las estaciones de carga de nivel 2 añaden un alcance de 10 a 60 millas por hora, lo que permite la carga nocturna en domicilios. Teniendo en cuenta el recorrido medio diario de 40 millas, los estadounidenses pueden dejar su vehículo en casa y obtener una carga completa con tan solo 4 horas de carga. La instalación de una estación de carga de nivel 2 en el domicilio implica un costo de infraestructura residencial de 500 a 2.000 USD, frente al costo de 15.000 USD o más de una única estación de carga rápida de corriente continua (DC). La carga de nivel 2 es la opción con el mejor costo total de propiedad (TCO) para los propietarios de viviendas, y, combinada con un costo residencial de electricidad (o tarifa de la compañía eléctrica) de tan solo 0,15 a 0,25 USD por kilovatio-hora, constituye una opción de carga rápida, segura y asequible.
Fundamento de la inversión basado en el tiempo de permanencia, el volumen de tráfico y el potencial de ingresos en los puntos públicos de carga
Las capacidades de carga rápida de corriente continua (CC) permiten recuperar una autonomía de 60 a 100 millas (mediante sesiones de carga de 20 minutos). Los intervalos de carga de 20 minutos coinciden con el tiempo habitual de permanencia en muchos establecimientos comerciales, restaurantes y áreas de descanso en carreteras. La rentabilidad depende del volumen de tráfico en la ubicación. Los puntos de carga que registran más de 10 sesiones diarias pueden generar ingresos anuales de 15 000 a 30 000 USD a tarifas comerciales (es decir, 0,40 USD o más por kWh). Para justificar estos costos:
- Las sesiones de carga deben integrarse en el tiempo que los clientes pasan en el lugar (comprando, comiendo o repostando). Este tiempo óptimo oscila entre 20 y 45 minutos.
- Establecer una demanda comprobada mediante un tráfico mínimo diario verificado de más de 50 vehículos eléctricos (VE); los puntos con menos tráfico no logran cubrir los costos derivados de las cargas de demanda.
- Capturar ingresos adicionales. Estudios han demostrado que los establecimientos comerciales que ofrecen carga para vehículos eléctricos experimentan un aumento del 20 al 35 % en los ingresos generados en el lugar por parte de los clientes que utilizan la carga, comparado con los clientes que no la utilizan.
El cargo por demanda puede sumar más de 10 000 USD mensuales; sin embargo, al combinarlo con una ubicación estratégica cerca de baños de alto uso, etc., el crédito fiscal federal 30C cubre el 30 % de los costos elegibles, manteniéndose así el retorno de la inversión (ROI) y los objetivos generales de adopción.
Coste real de la instalación de puntos de recarga: mano de obra, permisos, actualizaciones del cuadro eléctrico e inclusión de incentivos
La infraestructura de recarga resulta más cara que su coste aparente. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés) reveló que los costes indirectos (permisos, ingeniería, inspecciones y conexión a la red eléctrica) representan entre el 30 % y el 50 % del presupuesto de un proyecto residencial y el 60 % o más de un proyecto comercial. Otros costes ocultos son:
Mano de obra de electricistas certificados (normalmente de 2 a 3 días por unidad residencial y de 1 a 2 semanas por cargador rápido de corriente continua)
Corte de pavimento, zanjado y tendido de tubos conduit en instalaciones comerciales
Actualizaciones o ampliaciones del cuadro eléctrico o del servicio debido a la falta de capacidad eléctrica
Cargos por demanda continuos y otras tasas derivadas del impacto en la red eléctrica
Los incentivos federales (30C), estatales y de las compañías eléctricas pueden compensar del 30 al 50 % de los costos, SI se aprovechan adecuadamente. Los incentivos deben evaluarse cuidadosamente para determinar el período de recuperación mediante los costos totales del ciclo de vida, y no únicamente mediante el costo del equipo. Es fundamental involucrar a los administradores de incentivos desde una etapa temprana y en varias fases del proyecto para garantizar la elegibilidad para acceder a dichos incentivos, así como el cumplimiento de los requisitos documentales y temporales.
Sección de Preguntas Frecuentes
¿Por qué es fundamental evaluar la infraestructura eléctrica antes de instalar una estación de carga?
Evaluar la infraestructura eléctrica aborda aspectos de seguridad y compatibilidad del sistema. Puede prevenir problemas que generen riesgos para la seguridad, como sobrecargas en el cuadro eléctrico debidas a una capacidad insuficiente del circuito, lo que podría provocar disparos de los interruptores automáticos o, incluso, incendios.
¿Cuál es el rango de potencia del suministro eléctrico con capacidad suficiente para estaciones de carga domésticas?
La capacidad del servicio eléctrico se estimó en 100-200 A para un panel eléctrico residencial típico. Sin embargo, un cargador de Nivel 2 requiere un interruptor bipolar de 240 V y constituye un circuito independiente. Una evaluación efectiva garantiza que el servicio no se sobrecargue durante su uso continuo.
¿Qué medidas adoptan los puntos de carga públicos para gestionar las demandas de potencia?
Los puntos de carga públicos establecen marcos de colaboración con la compañía eléctrica para mantener la operatividad de la red. Utilizan las normas IEEE 141 para modelar las demandas máximas y diseñar las dimensiones adecuadas de los alimentadores y transformadores. Se implementan estrategias para mitigar los cargos por demanda y se planifica un crecimiento resiliente en cuanto al dimensionamiento de la red de distribución.
¿Qué costes implica la instalación de puntos de carga?
Los costos incluyen el precio del cargador, los componentes de hardware y los trabajos eléctricos. También aplican los costos asociados a los permisos y las inspecciones. Algunos de estos costos se deben a la necesidad de actualizar el cuadro eléctrico. Parte de estos costos pueden reducirse mediante la adecuada aplicación de los programas de incentivos federales, estatales y de las compañías eléctricas. Los costos indirectos representan una parte sustancial del presupuesto del proyecto.
¿De qué manera las instalaciones preparadas para el futuro ofrecen garantías?
Las instalaciones preparadas para el futuro son modulares por naturaleza y utilizan hardware de doble protocolo que se conecta con todos los estándares, incluidos, entre otros, J1772, CCS y NACS. Esto evita la obsolescencia de los equipos y la necesidad de reformas a gran escala a medida que avanza el tiempo y la tecnología.