Infraestructura de Recarga de VH

INGEREV®
Infraestructura de Recarga para Vehículos
Eléctricos
Jon Asín Muñoa – jon.asin@ingeteam.com
Muskiz FP Curso de Verano - 27 Junio 2012
El presente del vehículo eléctrico
Introducción
“Si hubiera preguntado a mis clientes que
es lo que querían, me hubieran dicho
que un caballo más rápido”.
Henry Ford (1863 - 1947)
El presente del vehículo eléctrico
El vehículo eléctrico ya está aquí
¡Y HA VENIDO PARA QUEDARSE!
Ventajas del VE
Ventajas de la electrificación del transporte
■ La electricidad se produce localmente y de diversas fuentes
■ Los precios de la electricidad presentan mayor estabilidad
■ El sector eléctrico tiene suficiente capacidad sobrante
■ La infraestructura principal ya existe
■ Los kilómetros eléctricos son más económicos que los de petróleo
■ Los kilómetros eléctricos son más limpios que los de petróleo
El pico de Hubbert
El pico de Hubbert o “Peak Oil” significa el momento en que la extracción de
petróleo del mundo habrá llegado a su cénit
¿Creen que lo hemos alcanzado ya?
Producción mundial de petroleo
La era del petroleo barato ha pasado a la historia
Histórico de precios del barril
147$ - Máximo
histórico del barril de
petróleo
“La crisis financiera que estalló en 2009 fue consecuencia
del aumento del precio del barril de petróleo a 147 dólares
en julio del 2008”
Jeremy Rifkin – Abril 2010
Calentamiento global
Emisiones de CO2 del sector del transporte
■ Responsable del 25% de las emisiones de CO2 en 2005 en la UE
■ Las emisiones del transporte podrían llegar a ser el total permitido en el 2050
¿Otros combustibles alternativos?
No hay una “bala de plata” – Múltiples opciones van a ser necesarias
Comparativa de Emisiones de CO2
■ En España y en el resto de Europa, el VE representa una reducción efectiva de
emisiones frente a los vehículos convencionales.
■ En 2016, se espera que el MCI optimizado sea un 30% más eficiente
Comparativa de emisiones entre el MCI y VE en Europa (hoy)*
200
180
Emisiones gCO2/km
160
140
-66% Reducción de emisiones
120
100
-50%
Reducción de emisiones
80
60
40
20
0
MCI gasolina
(Golf)
MCI diesel
(Golf)
VE con mix
generación
UE
VE con mix
generación
España
VE con mix
generación
Italia
Fuente: REE, IEA, Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016.
(*) : 50 a 55 % para el CC; 30 a 40 % en térmica Convencional. 92,5 % para la distribución.
(**) : Mix Energético Españoa =386 gr. CO2 por KWh en 2009 y 265 gr. CO2 / KWh en 2016
VE con mix
generación
Alemania
VE con mix
generación
Reino Unido
Cortesía de Acciona Energía
VE con
EERR
Coste económico del CO2
1 litro de Gasolina = 2,35 Kgr. CO2
Emisiones de CO2 evitadas por el VE asociado al mix de
generación o a EERR (*)
1 litro de Gasoil = 2,70 Kgr. CO2
1.200.000
Acumulado a
2020: 2,84 MtCO2
Valor del CO2 evitado a 2020
para el VE asociado a EERR:
M€
28,4
56,8
85,2
99,4
Precio CO2
10 €/tCO2
20 €/tCO2
30 €/tCO2
35 €/tCO2
Emisiones evitadas (tCO2)
1.000.000
800.000
Acumulado a
2020: 2,64 MtCO2
600.000
400.000
VE asociado a EERR
200.000
VE asociado al mix
generación
0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
El valor del CO2 evitado por el VE, debido a los vehículos
convencionales desplazados, será de entre 26 y 100 M€ a 2020
Cortesía de Acciona Energía
(*) Mix energético español de 0,386 tCO2/MWh en 2009 y 0,265 en 2016
(fuente: Planificación de los sectores de electricidad y gas 2008-2016),
emisiones asociadas a la generación renovable: 0 tCO2/MWh. Suponiendo
413.000 VE a 2020
Rendimiento de un VE
Gráfica de rendimiento VE vs ICE
Cortesía de Acciona Energía
(*) : 50 a 55 % para el CC; 30 a 40 % en térmica Convencional. 92,5 % para la distribución.
(**) : Mix Energético Españoa =386 gr. CO2 por KWh en 2009 y 265 gr. CO2 / KWh en 2016
Energía necesaria para el VE
AWP1500
1.5 MW
1.000 coches
3.600 MWh/año
25.000 Km / año
55.000 Coches
Biomass
25 MW
200.000 MWh/año
25.000 Km / año
45.000 Coches
Nevada Solar One
64 MW
160.000 MWh/año
25.000 Km / año
Cortesía de Acciona Energía
Normativa Internacional
IEC - ISO
Normativa - Entornos
Entornos de Normativa para el VE
NACIONAL
EUROPEA
MUNDIAL
IEC 61851 – Modos de carga
IEC 61851: Sistema conductivo de carga para vehículos eléctricos (VE)
■ Modo 1 de carga – AC:
Conector de red eléctrica estándar, no específico para el VE
Es necesario el uso de un DCR previo en la instalación.
Máximo 16 A por fase (3,7 – 11 kW)
NOTA: En algunos países está prohibido el modo 1 por ley (US)
■ Modo 2 de carga – AC:
Conexión del VE a un conector de red eléctrica estándar, mediante un cable especial
Cable con dispositivo electrónico intermedio, con función de Piloto de Control y DCR
Máximo 32 A por fase (7,4 – 22 kW)
■ Modo 3 de carga – AC:
Estación de recarga para uso exclusivo del VE, permanentemente conectada al suministro AC
Conector incompatible con el conector de red eléctrica estándar (5 o 7 pines para VE)
Máximo 64 A por fase (14,8 – 43 kW)
■ Modo 4 de carga – DC:
Estación de recarga para uso exclusivo del VE, permanentemente conectada al suministro AC
Cargador de baterías externo al VE, con suministro DC al mismo
Hasta 400 A (aprox 50 – 150 kW)
IEC 61851 – Modos de carga
Gráfico resumen de los 4 modos de carga según IEC 61851
IEC 61851 – Modo 1
Seguridad
■ Las OEMS no quieren el modo 1  No hay comprobación del conductor de
tierra
IEC 61851 – Modos 1 y 2
Seguridad
■ ¿Es fiable el enchufe Schuko para cargas diarias de 16 Amperios de 6 horas?
¿16 Amperios – 6 horas al día?
IEC 61851 – Modos 2 y 3
Piloto de Control
■ Modos 2 y 3: El hilo “Piloto de Control” se usa como regulación de la demanda
de potencia del VE por medio de la modulación de una señal PWM
Circuito Control piloto
Regulación corriente vs Duty
Cycle del hilo Piloto de Control
PWM – 26% = 16 Amperios
PWM – 53% = 32 Amperios
IEC 62196-2 – Conectores para carga en c.a.
IEC 62196-2: Bases, clavijas, acopladores de vehículo y entradas de vehículo.
Carga conductiva de vehículos eléctricos
■ Yazaki (JP) :
5 pines (L1, L2 / N, PE, CP, CS)
Aprobado por la SAE en la norma J1772
110V-230 V / 32 A / 7,2 kW max
Grado IP: IPXXB
■ Mennekes (DE) :
Elegido “de-facto” para conector en VE por OEMs
7 pines (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP)
Mono o trifásica con el mismo conector
100 - 500 V / 62 A / 43 kW max
Grado IP: IPXXB
■ Scame-Schneider-Legrand (IT/FR) :
7 pines (L1, L2, L3, N, PE, CP, PP)
Mono o trifásica con el mismo conector
100 - 500 V / 32 A / 22 kW max
Grado IP: IPXXD
IEC 62196-3 – Conectores para carga en c.c. y c.a.
IEC 62196-3: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for
pin and contact-tube couplers with rated operating voltage up to 1 000 V
d.c. and rated current up to 400 A, and rated operating voltage up to 690 V
a.c. and rated current up to 250 A, for combined a.c./d.c.charging
62196-3 – Conectores para carga en c.c. y c.a.
Conector COMBO según IEC 62196-3
Clavija y toma de base de corriente Combo según IEC 62196-3
IEC 62196-3 Ed. 1.0 prevista para Diciembre 2013
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Gestor de recargas
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Modificación de la ley de propiedad horizontal
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Puntos clave del RD e ITC-BT 52
■ Obligatoriedad de dotar de instalación eléctrica a una de cada veinte plazas de
aparcamiento en edificios o estacionamientos de nueva construcción y de una de
cada treinta en los ya existentes (2 años para la ejecución de esta obligatoriedad
salvo modificación de las CCAA).
■ Obligación de contratar electrificación elevada (> 9,2 kW) en unifamiliares
■ Designación de un circuito adicional C13 para VE (con dispositivo diferencial
dedicado) en unifamiliares
■ Uso opcional de un Sistema de Gestión de Carga y Energía (SIGC). El uso de este
sistema permitiría cálculos más ventajosos del factor de simultaneidad.
■ Elección de la toma de corriente IEC 62916-2 Tipo 2
■ Uso de magnetotérmico de 10 A para las tomas UNE 20315 (Schuko)
■ Descripción de esquemas de instalación según tipo de vivienda o estacionamiento
Proyecto de RD e ITC-BT 52
ITC-BT 52 Infraestructura para la recarga de VE
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Contadores principales y secundarios
■ Los contadores principales están sujetos a la metrología legal aplicable y con el
reglamento unificado de puntos de medida
■ Los contadores secundarios están sujetos a la metrología legal aplicable, pero no al
reglamento unificado de puntos de medida al no ser puntos frontera del sistema
eléctrico
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Garajes colectivos
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Garajes colectivos
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Garajes colectivos
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Garajes colectivos
Proyecto de RD e ITC-BT 52
Viviendas unifamiliares
Infraestructura de recarga VE
INGEREV®
Ingerev® - Infrastructura de recarga VE
INGEREV® Gama de producto
GARAGE
CITY
ROAD
3,7 – 22 kW AC
3,7 – 22 kW AC
50 kW DC
1 or 3 fases
1 or 3 fases
CHAdeMO
Modos 1, 2 & 3
Modos 1, 2 & 3
Modo 4
IP54
1 hora autonomía
IP54
IK10
IP54
IK08
IK10
Entorno privado - AC
IngeREV® Garage – Caracteristicas:
■ Instalación mural
■ Hasta 32 A por fase (Una / Tres fases)
■ Modos de carga 1, 2 & 3 (IEC 61851)
■ RFID para identificación de usuario
■ Medidor de potencia y energía
■ Mecanismo de retención del conector (solo Modo 3)
■ Indicación de estado por medio de LEDs
■ Protección antivandálica - IK10
■ Uso interior o exterior – IP54
■ RS-485, Ethernet, GPRS, UMTS
■ Protecciones rearmables opcionales
■ OCPP compatible
Entorno público - AC
IngeREV® City – Características:
■ 2 modelos según modo de instalación (suelo / mural)
■ Hasta 32 A por fase (Una / Tres fases)
■ Modos de carga 1, 2 & 3 (IEC 61851)
■ RFID para identificación de usuario
■ Medidor de potencia y energía
■ Sistema de bloqueo para evitar acceso no autorizado a las
tomas de corriente
■ Mecanismo de retención del conector (Modos 1, 2 & 3)
■ Indicación de estado por medio de LEDs
■ Protección antivandálica - IK10
■ Uso interior o exterior – IP54
■ RS-485, Ethernet, GPRS, UMTS
■ Protecciones rearmables opcionales
■ OCPP compatible
■ 1 hora de autonomía con batería auxiliar
Estación de uso público - AC
Dimensiones y estética (I)
Estación de uso público - AC
Dimensiones y estética (II)
Estación de uso público - AC
Datos técnicos
Estación de uso Público - DC
IngeREV® Road – 50 kW carga en DC según norma CHADEMO
Infraestructura de Recarga
Recargas locales (configuración básica)
■ Configuraciones de baja y media complejidad
■ Las estaciones de recarga se controlan a través de un servidor de
monitorización
■ El servidor ofrece información sobre el estado de los postes, una fácil integración
con el operador y los sistemas de pago, portales web, …
Infraestructura de Recarga
Instalaciones complejas
Estación de uso público - AC
Esquema de la infraestructura
Centro de
Control
Compañía
Eléctrica
WAN
Operador de telefonía móvil
RFID
WLAN
WLAN
LAN
LAN
Potencia
Datos
IngeREV Manager - Software
Electrolineras
Electrolineras – servicio rápido con grandes potencias
16 - 100 kW
+ 94 kW ???
22 kW
16 - 100 kW
22 kW
50 kW
Ingecon® MS Hybrid
Esquema de conexión
Ingecon® MS Hybrid
Ingecon® MS Hybrid
■ Innovador sistema modular
■ Integración de fuentes renovables, un
acumulador y un generador auxiliar
■ 30 – 120 kVA Pout trifásica
■ 380 - 430 Vac / 50 – 60 Hz salida
■ 15 - 195 kW Pin fotovoltaica (MPPT)
■ 15 - 180 kW Pin de mini-eólica
■ 30 - 120 kW Pbat cargador batería
■ Eficiencia > 96%
■ Configuración local y remota
Ingecon® MS Hybrid
Esquema detallado
Photovoltaic
Module
Battery
Charger
Module
AC Bus
Auxilliary
Generator
DC Bus
Inverter
Module
Wind
Module
Load
Electrolineras
Ejemplo de configuración para una electrolinera
50 – 100 kW
Carga a.c. 3,7 – 22 kW
Batería
100 kWh
Carga c.c. 50 – 100 kW
INGEREV®
Referencias
Referencias comerciales
Más de 500 unidades instaladas
Estaciones de recarga instaladas en España, Francia, Turquía, Italia...
Eventos
2010 Marzo - Acuerdo Renault y Acciona
Eventos
2010 Mayo - Salón del automovil sostenible en IFEMA
Instalaciones
2010 Mayo - Sede de Ingeteam Energy S.A, Sarriguren, Navarra
Instalaciones
2010 Agosto – Gasolinera Villaba, Navarra
Instalaciones
2010 Septiembre – Iberdrola, Plan MOVELE Madrid
Instalaciones
2010 Iberdrola, Madrid
Instalaciones
2010 Dicembre, Acciona, Pamplona
Instalaciones
2011 Enero, EVE, Pais Vasco
Instalaciones
2011 Enero, EVE, Pais Vasco
Instalaciones
2011 Junio – Concurso público en Palencia y Valladolid
Instalaciones
2011 Julio – Centro I+D Repsol
Instalaciones
2011 – Iberdrola – Opel Ampera
Instalaciones
2011 – Renfe – Atocha (Madrid)
Instalaciones
2011 – Carrefour
Instalaciones
2011 – IFEMA Exhibition Center ( Madrid)
Instalaciones
2011 Julio – Concurso de 100 unidades en IBIL (Repsol & Gobierno Vasco)
Instalaciones
2011 Julio – Concurso de 100 unidades en IBIL (Repsol & Gobierno Vasco)
Instalaciones
2012 Abril – 150 unidades para Renault España
Conclusión
El futuro del vehículo eléctrico
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