Carga Inalámbrica para Autos: Dando una Mirada al Futuro

La industria de transporte bajo en carbono se abre paso y se trata de vislumbrar un nuevo futuro donde el auto eléctrico será protagonista.

El Contexto de los Autos Eléctricos

Los autos eléctricos están dando pasos acelerados a nivel global y cada vez es más seguro que la transición energética hacia una industria de transporte baja en carbono será una realidad. Estimaciones de hecho apuntan a que para el 2030 cerca del 30% de los vehículos vendidos a nivel mundial serán eléctricos, superando incluso la barrera del 50% para el 2040. 

De manera que tarde o temprano tendremos más vehículos eléctricos circulando en nuestras calles que vehículos basados en gasolina. Ello a su vez plantea preguntas acerca de lo que sería el tráfico en un mundo basado en autos eléctricos.

Por ahora las estaciones de carga rápida de Tesla son capaces de cargar un auto eléctrico en aproximadamente 30 minutos en el mejor de los casos. Dichas estaciones funcionan con un voltaje de 400-480V y son capaces de producir hasta 150kW, por lo cual solo están disponibles en estaciones públicas. Puertos de carga residenciales funcionan alrededor de 220V/240 en el mejor de los casos, lo cual aumenta el tiempo de carga a algunas horas entre 3 y 6 horas. Estaciones de carga operando a 120V llevarían incluso más tiempo. 

Esto implica que en el mejor de los casos, cargar un vehículo eléctrico llevará al menos unos 30 minutos.  En una ciudad con poco movimiento quizás no sea un elemento a preocupar, pero en grandes metrópolis donde el flujo de vehículos es amplio y donde no exista mucho espacio como para destinar suficientes estaciones de carga. Ello puede implicar congestionamientos producto de largas esperas para cargar tu auto, especialmente para aquellos que por infraestructura, costo, o disponibilidad de espacio no puedan tener una estación de carga en casa. 

Existirá una cantidad importante de personas que en su lugar opten por cargar el vehículo únicamente en casa, sin embargo ello presenta a su vez una importante adición de carga a nivel de red para las empresas de electricidad, donde la demanda nocturna de electricidad se verá sustancialmente incrementada. Esto dificultará a su vez la operación de la red con una variación más grande y más rápida de lo normal de lo que sería la demanda diurna respecto a la nocturna. 

Todo esto plantea, la necesidad de buscar alternativas para asegurarnos que dichos problemas sean abordados con tiempo. 

Panel-hibrido
Fig 1. Módulo Solar Híbrido. Fuente: Solar2Power

Alternativas que Brindan Soluciones: La Carga Inalámbrica

En este sentido, una propuesta sumamente interesante y novedosa desarrollada por los escandinavos en Noruega, ha sido la de desarrollar la carga inalámbrica de automóviles. No conforme con eso, la capital Oslo, es la primera ciudad en el mundo en tener la primera flota de taxis eléctricos cargados inalámbricamente con alta potencia. 

El planteamiento consiste en que placas de inducción serán instaladas por debajo de las paradas de taxi alrededor de la capital, con lo cual mientras los taxistas que esperan por un nuevo pasajero podrán cargar su vehículo estando estacionados en la parada. Dicho planteamiento les asegura optimizar su tiempo y por ende sus ganancias en el largo plazo a la vez que son amigables con el medio ambiente, y además evita la necesidad de cargar su vehículo durante horas. Los taxis serán del modelo Jaguar I-Pace con placas de inducción fabricadas por Momentum Dynamics e instaladas por Fortum Recharge. 

Si bien es un primer acercamiento a esta tecnología, dicho proyecto abre múltiples posibilidades en el futuro de la industria automovilística. Pero antes de eso es importante saber cómo es que funciona esta tecnología. 

¿Cómo Funciona La Carga Inalámbrica de Vehículos?

La tecnología se basa principalmente en una ley del electromagnetismo bajo la cual al circular una corriente por una bobina es posible generar un campo electromagnético, dicho campo al estar cerca de una bobina no energizada, será capaz de generar a su vez una corriente inducida en la segunda bobina que permitirá cargar un elemento. 

En este caso, se utiliza la llamada almohadilla o base de inducción la cual estará conectada a una fuente de poder de corriente alterna como lo puede ser simplemente una toma de pared, ello generará un campo magnético que inducirá una corriente en un receptor ubicado dentro del vehículo que permitirá cargar la batería. La base de inducción puede sobresalir del suelo pero también puede ubicarse por debajo de capas de concreto donde los vehículos puedan pasar simplemente por arriba de la base como si fuese parte de la carretera.

Esto da la posibilidad de cargar los autos no solo de manera estática, sino incluso también de manera dinámica, es decir, a medida que van en movimiento en la carretera. En este sentido, las carreteras del futuro podrían tener un carril dedicado para la carga inalámbrica, en la cual a medida que el vehículo avanza sea posible cargarlo.

Fig1. Principio de Funcionamiento para Carga Inalámbrica

¿Qué Ventajas Puede Ofrecer la Carga Inalámbrica?

Además de la obvia comodidad que ofrece una carga inalámbrica en la que no debas conectar ningún cable a tu vehículo para cargarlo, sino que simplemente llegas a tu estacionamiento y empieza directamente a cargarse, existen otras ventajas.

Por ejemplo, se facilita enormemente el proceso de carga para aquellas personas con discapacidades en las que bajar y subir de su vehículo para cargarlo sea un proceso complicado. Además, brinda la posibilidad de aumentar la carga que tienen los vehículos parcialmente a medida que avanzan a lo largo del día o durante momentos de espera como pueden ser semáforos o incluso en paradas para el transporte público. Esto no sólo extiende el rango de kilómetros que puede cubrir el vehículo después de una carga previa sino que evita que deban pasar muchas más horas cargándose en casa durante la noche o incluso reduce el tiempo que necesitarían en una estación de carga para cargarse completamente. Consecuentemente se reducen los atascos de tráfico y también el peso de carga que tendría la red eléctrica durante el período nocturno.  Actualmente, la estaciones de carga inalámbrica en Oslo funcionarán con 75kW lo cual significa que podrían cargar un vehículo eléctrico completamente en alrededor de una hora.

En complemento, la energía solar fotovoltaica podría ser utilizada para alimentar las bases de inducción a lo largo de la carretera desarrollando lo que serían autopistas cubiertas por paneles solares, tal como  puede verse en algunos proyectos pilotos en Alemania, Austria y Suiza.

Proyecto Piloto en Alemania para Generación Solar En Carreteras.

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