Paneles solares portátiles para cargar vehículos eléctricos

En los últimos años, la preocupación por el medio ambiente, junto con los problemas de suministro y geopolíticos, ha aumentado la presión para reducir nuestra dependencia global de los combustibles fósiles. Como resultado, un número creciente de países está tratando de reducir su consumo de combustibles fósiles, y una nueva tendencia significativa en la industria del transporte es cambiar a vehículos eléctricos.

Esto ha llevado a un aumento dramático en la popularidad de los vehículos eléctricos (EV) durante la última década. Si en 2012 se vendieron solo 120,000 vehículos eléctricos en todo el entorno, en 2021 se vendieron más de esa cantidad cada semana. Si bien este aumento en la movilidad eléctrica ya está ayudando a reemplazar cerca de 2 millones de barriles de petróleo al día, también aumenta significativamente la demanda de electricidad.

Al mismo tiempo, es difícil generar suficiente electricidad de manera sostenible. De hecho, el impacto ambiental de los vehículos eléctricos está principalmente determinado por su producción y la generación de electricidad utilizada para alimentarlos. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de aumentar la producción de energía renovable, y la electricidad solar está entre las fuentes de electricidad residenciales renovables más populares. En este artículo, cubriremos los conceptos básicos de la energía solar y hablaremos sobre el uso de paneles solares portátiles para cargar vehículos eléctricos.

Los conceptos básicos de la energía solar

Cuando la mayoría de las personas piensa en energía solar, imaginan paneles solares instalados en los tejados. Pero esto no es lo que energía solar es desde un punto de vista científico. Simplemente, la energía solar es la energía que proviene del sol y parte de la cual llega a la Tierra. A través de un proceso llamado fotovoltaica, esta energía se puede utilizar para generar electricidad.

Un panel solar, también conocido como panel fotovoltaico (PV), está compuesto por cientos de células solares, cada una fabricada con un semiconductor (generalmente silicio). Al generar una corriente, o movimiento de electrones, este semiconductor absorbe la energía solar y la transforma en electricidad. Esta electricidad se puede redirigir de nuevo al sistema eléctrico o utilizar para alimentar un edificio.

En el contexto de la producción de energía residencial, el término energía solar se refiere a este proceso fotovoltaico.

Cargar vehículos con paneles solares portátiles

Utilizar paneles solares portátiles para cargar tu vehículo eléctrico puede ser bastante sencillo, pero depende de varios factores. Estos factores incluyen el tamaño del sistema solar, la hora del día en la que cargas tu vehículo y el clima. Si solo deseas utilizar energía solar para cargar tu vehículo, necesitarás un sistema más grande que sea capaz de satisfacer esta necesidad por sí mismo.

La facilidad de cargar un vehículo eléctrico con un panel solar portátil está determinada por los siguientes factores:

• Tipo de cargador del vehículo: la velocidad del cargador puede variar entre 2 kW y 22 kW.
• Tamaño del sistema de paneles solares portátiles.
• Nivel de carga de la batería de tu vehículo: ¿con qué frecuencia necesitas cargar la batería?
• Longitud y frecuencia de tus viajes en vehículo eléctrico.

Beneficios de cargar vehículos con paneles solares portátiles

1) Beneficios ambientales: Cargar los vehículos con paneles solares es beneficioso para el planeta. Los coches eléctricos son mucho mejores para el medio ambiente que los coches de gasolina o diésel, pero sus beneficios se reducen si se cargan con electricidad producida mediante la quema de combustibles fósiles. Cargar un coche eléctrico con paneles solares ayuda a aprovechar al máximo las ventajas ambientales de conducir uno.

2) Poco o ningún mantenimiento requerido: Una vez instalado, tu sistema de paneles solares portátiles seguirá proporcionando electricidad durante muchos años y requerirá un mantenimiento mínimo durante este tiempo. Dado que un panel solar portátil no tiene partes móviles, no tienes que preocuparte por reparaciones, mantenimiento o reemplazos.

3) Costo-efectividad: El costo de cargar los paneles solares es significativamente menor que el de la red eléctrica. En comparación con el costo de comprar electricidad de la red, el gasto de producir electricidad a través de un panel solar portátil es considerablemente menor. A largo plazo, esto indica que es posible reducir el costo de cargar tu vehículo eléctrico.

4) Ahorro en la factura de energía: Los sistemas fotovoltaicos solares instalados en casa pueden resultar en reducciones de costos para el uso de energía. Puedes ahorrar dinero en los costos de cargar tu vehículo eléctrico (EV), y si produces más electricidad de la que consumes, puedes vender el exceso a la red y reducir tus gastos generales de energía.

Tipos de cargadores de vehículos eléctricos

Los cargadores de vehículos eléctricos se dividen en cuatro categorías principales:

1) Cargadores de enchufe portátil

La mayoría de los vehículos eléctricos vienen con un cargador nivel 1 sencillo, que funciona con cualquier toma de corriente estándar de 10A. Dependiendo del tamaño de la batería y de cuánto se haya descargado, una carga completa con uno de estos cargadores compactos y portátiles puede llevar de 24 a 36 horas para un vehículo eléctrico típico. La potencia máxima de la mayoría de los cargadores de 10A es de 2 kilovatios, pero la mayoría solo utiliza de 7 a 0 kilovatios, lo que agrega de 10 a 14 kilómetros por hora al alcance del vehículo. En la mayoría de los hogares, se requerirá un enchufe dedicado de 15A, pero también puedes optar por las opciones de enchufe de 15A más eficientes.

2) Cargadores monofásicos

Los cargadores monofásicos de nivel 2 están disponibles en una variedad de diseños y opciones, y pueden ser montados en postes o en la pared. La mayoría son de 32 amperios (equivalentes a 4 kW) y pueden darle a un automóvil un alcance de 40-50 km/h con una carga completa. La mayoría de las personas viajan menos de 50 kilómetros al día, por lo que una carga completa no debería llevar más de dos horas al día. Si tienes un cargador monofásico estándar de 7 kW, tomará alrededor de 8 a 10 horas cargar completamente un vehículo eléctrico promedio.

3) Cargadores trifásicos

Los cargadores trifásicos para el hogar tienen un aspecto similar a los cargadores monofásicos montados en la pared y están calificados en 32 amperios. Pero debido a que tienen tres fases de suministro, pueden suministrar tres veces la potencia en comparación con su contraparte monofásica, que es de aproximadamente 22 kW. En la velocidad de carga más rápida, esto puede darle a un vehículo eléctrico un alcance de 110 a 155 kilómetros por hora. Por lo tanto, un vehículo eléctrico promedio puede cargarse por completo con un cargador trifásico en menos de 3 horas.

4) Cargador combinado e inversor solar

Una nueva tecnología es un inversor solar que también puede cargar vehículos eléctricos (EV) directamente a través de un sistema de paneles solares portátiles. La integración de un inversor solar con un cargador EV es una solución ingeniosa que evita la instalación de un cargador de vehículos eléctricos dedicado, así como cualquier cambio de cableado y eléctrico necesario. La principal desventaja es que el inversor debe estar posicionado cerca del vehículo eléctrico. Aquellos que prefieren controles domésticos inteligentes y sistemas de energía solar pueden encontrar esta opción atractiva.

Si deseo utilizar energía solar para cargar mi EV, ¿necesito una estación de carga EV inteligente?

Por lo tanto, es posible que te preguntes si puedes simplemente cargar tu automóvil con la energía de tus paneles solares. La respuesta es un poco más complicada que simplemente conectar un cargador EV a un sistema de paneles solares portátiles.

Dado que los paneles fotovoltaicos proporcionan energía intermitente y altamente variable, esta energía no se puede transferir de manera segura a la batería de un vehículo eléctrico o a la red eléctrica.

En cualquier caso, un inversor debe acompañar cualquier instalación de paneles solares para convertir la electricidad de manera que pueda ingresar a la red eléctrica de tu hogar y utilizarse para cargar tu EV u otros electrodomésticos.

Aunque una estación de carga EV inteligente no es necesaria para cargar tu vehículo eléctrico (EV) con energía solar, puede mejorar significativamente la eficiencia y comodidad de uso de la energía solar.

Por ejemplo, si tienes paneles solares y una estación de carga inteligente, puedes programar la carga de tu EV para que ocurra durante las horas de mayor generación de energía solar. Cuando se combina con un Sistema de Gestión de Energía (EMS, por sus siglas en inglés), la estación de carga puede predecir los mejores momentos para cargar. De esta manera, puedes estar seguro de que la electricidad que produces se está utilizando y que se generó de manera sostenible, lo que te ahorra dinero a largo plazo.

La eficiencia de la carga de EV

La eficiencia de carga de un EV típico con un cargador EV doméstico depende de varios factores, como la velocidad de carga, la temperatura ambiente, la temperatura de la batería, la longitud del cable de carga y el funcionamiento del sistema de conversión de energía del vehículo (convertidor de CA a CC). Debido a varios factores, la temperatura tiende a desempeñar un papel crítico en el funcionamiento de un cargador. Cuando hace mucho calor, es posible que debas utilizar el sistema de enfriamiento de la batería del automóvil mientras lo cargas. De manera similar, cuando la temperatura es demasiado baja, es posible que debas utilizar el sistema de calefacción de la batería mientras el automóvil se carga. Además, una mayor resistencia eléctrica significa que la eficiencia de un cargador EV generalmente es menor a temperaturas más altas.

A continuación, se presentan algunos otros factores que pueden afectar la eficiencia de carga de EV:

Pérdidas de cable

A medida que una corriente eléctrica se mueve a través de un cable, la resistencia y la consiguiente caída de voltaje causan pérdidas. Las pérdidas de voltaje son proporcionales a la corriente de carga, la longitud del cable y el diámetro del cable. La potencia es el producto de la corriente y el voltaje; por lo tanto, a medida que aumenta la temperatura del cable, la resistencia que presenta al flujo de electricidad disminuye y la potencia de salida también disminuye. Por lo tanto, los cables más largos generalmente resultan en una mayor pérdida de potencia. Tener el cable de carga y los cables de extensión expuestos a la luz solar directa también puede aumentar las pérdidas (sobre concreto).

Si es posible, cambia a un cable de extensión o cable más corto. De lo contrario, actualiza a un cable más grande (no más largo). Los tamaños de núcleo de cobre comúnmente utilizados para cables de extensión de 10A son de 0 mm2 y 5 mm2, mientras que los cables de 15A utilizan un tamaño de núcleo de cobre más grande de 0 mmSi necesitas un cable de extensión muy largo, un cable de 15 amperios por segundo (Amp) y un enchufe maximizarán la eficiencia de carga.

Bajas tasas de carga

Los equipos de conversión de energía (ya sean cargadores o inversores) funcionan mejor cuando operan a o cerca de su potencia nominal. El cargador a bordo de un EV debe transformar la corriente alterna (CA) entrante de la red eléctrica en corriente continua (CC) de alta tensión antes de poder cargar la batería del vehículo. Para lograr esto, debemos convertir la electricidad (usando transistores) y suministrar energía a controles complementarios como la gestión de la temperatura y el equilibrio de las celdas. Las pérdidas serán mayores si la capacidad del cargador es de 7 kW pero solo se está utilizando a 2 kW durante la carga. Si es posible, intenta cargar alrededor del 50% de la carga nominal o más para aprovechar al máximo tu cargador.

Multiplicando los beneficios de los vehículos eléctricos con paneles solares portátiles

Sin gastos de combustible, respeto al medio ambiente y costos de funcionamiento más bajos son los principales beneficios de conducir un vehículo eléctrico, y cada uno de estos beneficios se puede multiplicar con el uso de paneles solares portátiles para cargar un vehículo eléctrico.

Si estás buscando un sistema de paneles solares portátiles para tu vehículo eléctrico, no dudes en consultar nuestra amplia gama de opciones. Ofrecemos muchos tipos diferentes de paneles solares portátiles, generadores y kits solares, y podemos ayudarte a elegir uno según el modelo de tu vehículo eléctrico, capacidad, cargador, presupuesto y ubicación.

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