Cómo afectan los coches enchufables a la capacidad de la red eléctrica

Pero el crecimiento de estas cifras no se corresponde realmente con el aumento de infraestructura para la recarga de este tipo de vehículos. Con la previsión de que en el futuro los coches eléctricos sean mayoritarios, crece también la preocupación de los potenciales usuarios, que dudan de la capacidad actual de la red eléctrica para dar servicio a una demanda creciente.

Para dar respuesta a este tipo de dudas, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Manchester están analizando el impacto de las nuevas tecnologías que se conectan a la red de distribución en la calidad de servicio eléctrico.

Según explican en su estudio, la electricidad que llega a nuestras casas lo hace a través de un intrincado recorrido que va desde los lugares de generación, pasando por la red de transporte para por último viajar a través de la red de distribución. Esta red, el último escalón en la transmisión de electricidad antes del consumidor final, está sufriendo muchos cambios en los últimos años debido, entre otros, a la recarga de vehículos eléctricos, generación fotovoltaica distribuida, o la presencia cada vez mayor de dispositivos electrónicos.

Todos estos cambios pueden dar lugar a que la electricidad que llega a nuestras casas no tenga los estándares de calidad requeridos en sus parámetros básicos.

Entre los principales problemas que han detectado los investigadores destaca la existencia de armónicos. «Uno de parámetros básicos que le exigimos a la electricidad que consumimos es que su forma de onda sea senoidal. Cuando no lo es decimos que tiene armónicos. Los armónicos son perjudiciales para el consumidor, porque provocan envejecimiento de sus aparatos, pero también para la red de distribución, porque reducen su eficiencia», explica Pablo Rodríguez Pajarón de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industrialesde la UPM y uno de los autores de este trabajo. «Otro parámetro importante son los desequilibrios, relacionados con la forma más óptima de transmitir electricidad en los cables de la red de transporte y de distribución, que son trifásicos», añade.

Con el objetivo de determinar si estos parámetros se veían alterados por las nuevas demandas, los investigadores analizaron el impacto que podían tener en ellos los vehículos eléctricos, la generación fotovoltaica y las cargas con gran cantidad de electrónica. El estudio se realizó por medio de un análisis probabilístico de distintos escenarios, conectando estas tecnologías a la red de distribución.

Como resultado de su trabajo, los investigadores constataron que el aumento del número de vehículos eléctricos que se cargan en la red de distribución agrava el problema de desequilibrios, pero reduce la presencia de armónicos y que estas distorsiones son menores cuanto más cerca de la subestación de la red eléctrica se carguen los vehículos. Además, cuando los vehículos se cargan de forma simultánea, sin un programa que reparta la recarga a lo largo de las horas de la noche, el problema de los desequilibrios se agrava más.

«Lo mejor para mantener buenos parámetros de calidad de servicio es que los vehículos se carguen dispersos a lo largo de toda la red o en agrupados aparcamientos cercanos a la subestación eléctrica. La situación más perjudicial es que se carguen en aparcamientos alejados de la subestación», explica Araceli Hernández, otra de las investigadoras de la ETSI Industriales que participa en el trabajo.

Por otra parte, el aumento de cargas con gran cantidad de electrónica (como fuentes de alimentación, variadores de velocidad o iluminación LED) dará lugar a un aumento en los armónicos en la red, que pueden exceder con mucho los límites normativos actuales, algo que debe ser tenido en cuenta de cara a organizar los suministros en el futuro. También será necesario considerar el impacto de la generación fotovoltaica en la red residencial. Esta última «tiene un pequeño efecto en la presencia de armónicos, pero sí puede contribuir a reducir los desequilibrios en la red», explican los investigadores.

El trabajo que se publicado en el número de julio de la revista International Journal of Electrical Power and Energy Systems tiene dos aplicaciones prácticas.

Por una parte, con los resultados obtenidos, se pueden prever problemas en las redes futuras, de forma que se pueda anticipar su solución o mitigación. «Un estudio de estas características puede ayudar a los operadores de las redes de distribución a acometer los trabajos necesarios para mejorarlas, o a conocer cuáles son los límites de conexión de las nuevas tecnologías. También puede servir de base para revisar los límites normativos de los parámetros de calidad de servicio, que deben asegurar un correcto funcionamiento de la red y a la vez ser realistas y permitir la acomodación de nuevas tecnologías como las estudiadas», explica Rodríguez Pajarón.

La metodología que se ha seguido también es útil para analizar los efectos colaterales que tiene la conexión a la red de distribución de tecnologías necesarias para cumplir con los objetivos climáticos, de eficiencia y de reducción de emisión de gases de efecto invernadero. «Estas tecnologías son ya una realidad y su conexión a red se hará más y más común en los próximos años. Los grandes beneficios que acarrea el uso de estas tecnologías son indiscutibles, pero es necesario analizar qué impactos y efectos tienen para poder conseguir que su utilización sea sostenible y técnicamente viable», concluye Hernández.