Los coches eléctricos y las energías renovables

El coche eléctrico es una eficaz herramienta que permitiría empezar a controlar las emisiones de Co2 y otros contaminantes producidos por la actividad del transporte.

Ante el cambio climático y el deterioro del medio ambiente, la humanidad se enfrenta a la necesidad de reducir o eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero que las actividades humanas producen. Es por ello por lo que estamos asistiendo a un desarrollo masivo de fuentes de energías renovables libres de emisiones de CO2.

Con la conexión de centrales solares, de aerogeneradores y de otras tecnologías renovables a las redes eléctricas se consigue inyectar de forma eficaz energía libre de emisiones de Co2 para el uso en viviendas, fábricas, alumbrado publico y otros puntos de consumo conectados a la red eléctrica.

Sin embargo existe otro sector que es de mucho más difícil control; la automoción. Coches, autobuses y camiones de transporte de mercancías queman de manera muy poco eficaz ingentes cantidades de combustibles derivados del petróleo emitiendo a la atmósfera grandes cantidades de Co2, y de otros contaminantes.

Además, junto a la contaminación del aire, no hay que olvidar la contaminación acústica que producen los ruidosos motores de explosión, que sin duda suponen un factor más de impacto ambiental.

Ante este panorama resurge el coche eléctrico como una eficaz herramienta que permitiría la posibilidad de empezar a controlar las emisiones de Co2 y otros contaminantes producidos por la actividad del transporte. También permitiría una importante reducción de los niveles de ruido en nuestras ciudades y carreteras

Numerosos países ya han comprendido el importante papel que el coche eléctrico puede jugar en el futuro y ya existen diversas políticas para ayudar e incentivar la difusión de esta tecnología.

coche eléctrico

 Ventajas del uso del coche eléctrico

Existen destacables ventajas que el uso de los coches eléctricos puede reportar. Entre las principales destacamos:

Mejora de la calidad del aire en las ciudades– Los automóviles eléctricos no emiten ningún contaminante a la atmósfera en su funcionamiento. De esta forma las ciudades, lugares donde se concentran enormes cantidades de coches y cuyo aire se encuentran habitualmente densamente contaminado a causa de los automóviles de combustión, reducirían mucho sus niveles de polución del aire. Ello repercutiría decisivamente en una mejor salud de los habitantes de las ciudades.

Reducción de la contaminación acústica– Algo semejante ocurriría con la contaminación acústica. El coche eléctrico casi no genera ruido en su funcionamiento al contrario que los coches convencionales con sus motores de explosión. Las ciudades, debido el intenso tráfico de los vehículos de combustión que presentan, son espacios tremendamente ruidosos. Este ruido también provoca una erosión de los niveles de la salud en los habitantes de las ciudades. La generalización de los vehículos eléctricos ayudaría a conseguir unas ciudades mucho más silenciosas

Posibilidad de reducción neta de las emisiones de Co2 a la atmósfera– Una clara ventaja de este sistema es que en caso de emplearse energías renovables para la carga de los vehículos se evitarían emisiones de Co2 a la atmósfera. Es decir el transporte podría ser totalmente alimentado por energía renovable y con prácticamente cero emisiones de Co2 a la atmósfera.

También es justo señalar los aspectos en los cuales los automóviles eléctricos presentan aún desventajas. Si bien se han realizado espectaculares mejoras en las capacidades de las baterías presentando ya los coches autonomías aceptables estas aún son inferiores a la de los coches convencionales a igualdad de costos. Además estas baterías necesitan cambiarse cada muchas recargas (lo que se denomina ciclos). Esto supone una inversión extra. Por otro lado aún el precio del coche eléctrico es superior al del convencional. Es difícil saber que proporción del precio extra se debe a un coste real de los componentes o a aspectos comerciales o de intereses creados. También cabe la pregunta de si la producción masificada del coche eléctrico permitiría una reducción de costes importante que los hicieran capaces de competir con los de combustión a igualdad de prestaciones. En cualquier caso la activa investigación, centrada sobretodo en el punto más débil de los vehículos eléctricos que es la batería, promete solventar las limitaciones que hoy por hoy se encuentran.

Funcionamiento básico y partes del coche eléctrico

La tecnología de los coches eléctricos no es nueva. Ya en los inicios de la era de la automoción existieron propuestas de coches que funcionaban con electricidad. Sin embargo estas propuestas acabaron perdiendo la partida ante los vehículos propulsados por derivados del petróleo debido al problema que planteaban las baterías y su escasa capacidad para almacenar electricidad. La poca capacidad de las baterías de la época se traducía en escasa autonomía. Por su parte la gasolina contenía más energía y se produjo un mayor avance en la tecnología basada en la combustión. Actualmente el desarrollo de baterías cada vez mejores y con más capacidad, permite que se pueda volver a plantear el empleo masivo de coches eléctricos esta vez con garantía de éxito.

En un sentido muy básico el esquema del funcionamiento de un vehículo eléctrico es semejante al del funcionamiento de un coche de combustión. Por lo tanto muchos de los elementos que hacen funcionar un vehículo eléctrico presentan analogías funcionales con otros elementos de los coches de gasolina. Las enumeraremos brevemente:

Las baterías almacenan la energía eléctrica que va a servir para accionar el motor de manera semejante a como un depósito de gasolina guarda la energía para mover el motor de explosión de los coches convencionales. Existen diferentes tecnologías. Desde las más sencillas de Plomo-Ácido (Pb-Ácido), hasta las más avanzadas de Ion-litio (Ion-Li), pasando por otras tecnologías intermedias como la de Níquel Hidruro metálico (NI-MH) o la de Níquel-Cadmio (Ni-Cd)

-Por su parte el motor eléctrico es el encargado en transformar la energía eléctrica proveniente en la batería en movimiento de la misma forma que el motor de combustión lo hace quemando la gasolina. La ventaja de estos motores es que también pueden recuperar electricidad gracias al inversor que transforma el movimiento (de las frenadas, de las cuestas hacia abajo) en electricidad p

Puerto de carga– Por donde se recarga las baterías del coche. equivalente al lugar por donde repostan los coches de gasolina. En un principio cada marca ha creado su conexión particular aunque ya existen propuestas para estandarizar las conexiones a fin de simplificar la recarga de las baterías

-Transformadores– Son los encargados de transformar los parámetros de la corriente eléctrica (intensidad y voltaje) desde las características que presenta la red eléctrica o un punto de recarga rápido hasta las necesarias para recargar adecuadamente las baterías. También contribuyen a la refrigeración con la que evitar derrames y accidentes.

Los controladores– regulan la entrada de energía a la batería y permite una recarga adecuada evitando que esta se pueda sobrecargar y deteriorarse.




La importancia del origen de la energía que usan los coches eléctricos

Un aspecto fundamental de cara a evaluar el valor ecológico de los coches eléctricos radica en el origen de la electricidad que consuma. No será una solución realmente ecológica si la electricidad que usan los coches se obtiene de centrales que queman combustibles fósiles tales como el carbón, el petróleo o el gas. En ese caso lo que se estaría haciendo es trasladar las emisiones de Co2 y de otros contaminantes de las ciudades y carreteras a las centrales de producción eléctrica. Hay que admitir que este panorama presenta alguna ventaja como la de que se trataría de un foco de contaminación localizada frente a la dispersión de los millones de tubos de escapes de los vehículos. Esta concentración permitiría algunos tratamientos como la aplicación de los sistemas de secuestro de carbono, sin embargo no sería una auténtica solución al problema.

Si por el contrario el origen de la electricidad es renovable (Ya sea solar, eólica, hidráulica de preferencia minihidráuilca, bioenergía etc.…) entonces si se podría hablar de coches realmente ecológicos.

De hecho algunas opiniones encuentran en la relación coche eléctrico-energías renovables actualmente mas difundidas una magnifica complementación. Esto se debe a que algunas de las energías renovables que actualmente están mas desarrolladas (en concreto el sol y sobretodo la eólica) son aleatorias y están disponibles en solo en momentos determinados de manera intermitente tanto si se necesitan como si no. Es decir son fuentes que no se pueden controlar en función de la demanda como si se puede hacer con las fuentes de origen fósil o con otras renovables como la biomasa, hidráulica, termosolar).

Un buen ejemplo de esto es España, país que ya cuenta con un gran parque de generación eólica que produce un importante porcentaje de la electricidad consumida en el país. Mucha de esta electricidad se produce por la noche cuando la demanda es baja y no se requiere. Dado que esta energía es difícil de almacenar, y en muchos casos imposible, se opta por desconectar los molinos. Incentivando la recarga masiva de vehículos eléctricos por la noche se podría aprovechar esa energía producida para usarse durante el día. De hecho España se ha marcado el objetivo de tener en circulación un millón de coches eléctricos para el año 2014. Se calcula que poner en circulación tal numero de coches eléctricos supondría un aumento del consumo de electricidad en España del 0.8% (un 5% si se tratase de energía eólica). De cumplirse este objetivo se evitarían la emisión de 6.000 Toneladas diarias de Co2 y un ahorro de gasolina de 3000 Toneladas diarias. Como reflexión se podría añadir que si el extra de energía supone solo un 5% de la electricidad producida por eólica y considerando que con la recarga nocturna se aprovecharía el excedente de producción nocturno que no se usa, probablemente no se requeriría ampliar la capacidad eólica para este fin.

Israel también cuenta con un ambiocioso plan para promover los coches eléctricos marcándose el objetivo de que para 2011 todos los vehículos del país sean eléctricos. Para ello planea la instalación de mas de 50000 puntos de recarga y 500 puntos de sustitución de baterías. Para alimentar estos puntos de recarga se proyecta la instalación de una nutrida red de centrales solares termoeléctricas y/o fotovoltaicas para asegurar un origen renovable, y sobretodo no derivada del petróleo, de la energía usada. Dinamarca también tiene objetivos semejantes de implantación del vehículo eléctrico. Para obtener la electricidad que impulse los vehículos eléctricos también planea recurrir a las energías renovables empleando en este caso la mas abundante en la región; la energía eólica.

Métodos de recarga.

Una aspecto importante para la implantación del vehículo eléctrico es el relativo a la recarga de las baterías.

La recarga de las baterías de los vehículos eléctricos exige una adecuada planeación ya que estas tienen un ritmo de recarga relativamente lento de entre 4 y 8 horas conectadas a la red eléctrica.

Esta característica de las baterías, con nuestras sociedades acostumbradas a repostar sus vehículos de combustión en pocos minutos, requiere o bien un cambio de hábitos por parte del consumidor o bien encontrar sistemas que permitan una recarga rápida y efectiva de forma similar a la de los coches de combustión. Ya existen distintas propuestas para las recargas masivas de baterías de los coches eléctricos:
Recarga lenta en estaciones de baja potencia– La recarga se efectúa en estaciones de potencia eléctrica normal. Esta recarga tarda varias horas, por lo que durante ese periodo el consumidor puede realizar diversas actividades. Se plantea la colocación de terminales de recarga en el estacionamiento de supermercados, estacionamientos de pago o incluso en los puntos de trabajo para que el coche se recargue mientras su dueño trabaja.

Este sistema ya es utilizado en diversos lugares del mundo. Por ejemplo, la ciudad de Madrid, en una estrategia para fomentar el coche eléctrico, ofrece recargas gratuitas del vehículo en estaciones de este estilo.

Lenta doméstica y nocturna– Esta opción propone que sea el consumidor quien recargue el vehículo en su propia casa conectándolo a la red eléctrica de su hogar durante la noche. De esta forma cuando lo toma en la mañana el vehículo está ya totalmente recargado y listo para usarse. Para incentivar esta forma de recarga se propone reducir el costo del consumo eléctrico nocturno. Este sistema, al emplear la energía eléctrica en horario nocturno con poca demanda, encaja muy bien con el aprovechamiento de las energías renovables que no tiene otros usos en ese momento, particularmente la eólica

Rápida en estaciones de alta potencia– También se plantea la instalación de estaciones especiales en las cuales las baterías de los coches eléctricos se puedan recargar en pocos minutos. Para ello se requiere intensidades eléctricas muy superiores a los habituales de la red.

Sin embargo, según algunas opiniones, una vez que los coches eléctricos se hayan masificado la recarga de baterías con este sistema requeriría unas potencias demasiado elevadas que podrían superar a la potencia total instalada en la red resultando por tanto inviable.

Rápido de intercambio de baterías– Otra opción propuesta es la sustitución de las baterías en estaciones de recarga. La dinámica consistiría en que el consumidor acude a la estación con su batería con carga baja y se le sustituiría por una totalmente recargada. La batería no sería propiedad del dueño del coche, sino de las estaciones de recarga (o de la compañía que las operase). El proceso de recambio requeriría pocos minutos. Este sistema aunque viable, plantearía algunos problemas logísticos que habría que resolver, como la disponibilidad en la estación de diferentes modelos de baterías para los distintos modelos y marcas de coches

Modelos comerciales de coches eléctricos.

Para finalizar se presentan las características de 3 modelos de vehículos eléctricos ya disponibles en el mercado. En la selección se han elegido 3 modelos diferentes. Desde un modelo deportivo de altas prestaciones hasta otro mas sencillo y económico pero de menores prestaciones.

Tesla Roadster- Coche deportivo

Roadster

Caracteristicas técnicas

Tipo de vehículo: Deportivo

Baterías: Almacena 53 Kwh. a 375 V

Motor eléctrico: 288CV (215 KW)

Densidad de energía: 117 Whkg

Aceleración de 0 a 100: 3,7 seg

Tiempo de carga: 3 h y media con el cargador rápido

Velocidad máxima: 200 Km/h

Autonomía (ciudad/autopista):365 Km

Reva i, Cuatriciclo de 2 puertas 2+2 asientos, con portón trasero

Reva

Características técnicas:

Tipo de vehículo: Cuatriciclo de 2 puertas 2+2 asientos, con portón trasero

Baterías: 8 baterías x 6 V de plomo ácido, en serie 48 V- 195 Ah

Motor eléctrico: Motor de inducción AC (sin mantenimiento)

Densidad de energía: Sin datos

Aceleración de 0 a 100 Sin datos

Tiempo de carga: 80% de carga en 2.5 horas, 100% de carga en 8 horas

Velocidad máxima: Modo avance 65 Km/h Modo empuje 80 Km/h

Autonomía (ciudad/autopista): hasta 80 Km. (65 Km. en carretera)

Honda EV Plus- Turismo eléctrico

honda

Características técnicas:

Tipo de vehículo: Turismo

Baterías: 49 KW, 12vx24=288 V

Motor eléctrico: Motor Brushless

Densidad de energía: sin datos

Aceleración de 0 a 100 – De 0 a 50Km/h- 4.9 s

Tiempo de carga: 8 horas con 220 V y 35 horas con 110 V

Velocidad máxima: 130 Km/h

Autonomía (ciudad/autopista): 160-190 Km.


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