Así funciona una estación de carga de coches eléctricos
Una estación de carga de coches eléctricos es el lugar en el que los vehículos enchufables (ya sean eléctricos cien por cien o híbridos) obtienen la energía que necesitan para funcionar, del mismo modo que los de propulsión lo hacen con la gasolina (de ahí que también se conozcan como electrolineras).
Una gasolinera que quiera ofrecer energía a los coches eléctricos deben comprobar, en primer lugar, que cuenta con la potencia necesaria. Tirando de Wikipedia, hemos aprendido que las electrolineras necesitan, al menos 210 kW; teniendo en cuenta que la potencia media contratada en un hogar es de 4,4 kW, supone que necesitan tener la misma potencia que 50 casas juntas.
Tipos de carga para coches eléctricos
Recarga convencional
Este tipo de recargas son las más comunes en el ámbito doméstico ya que el vehículo deberá estar conectado entre 4 y 8 horas para obtener una carga completa. Cuando la carga convencional se realiza en el hogar, se emplea la intensidad y el voltaje eléctrico que la propia vivienda tenga contratados, por ejemplo, 16 amperios y 230 voltios. Esto implicaría que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas es generalmente de unos 3,7 kW, ofreciendo una carga completa en aproximadamente 8 horas.
La recarga óptima desde el punto de vista de eficiencia energética es realizar este tipo de recarga durante el período nocturno, que es cuando menos demanda energética existe. Este tipo de puntos de recarga se pueden instalar en el garaje de la vivienda, ya sea unifamiliar o comunitaria.
Recarga semirrápida
Esta solución de recarga es óptima para recargas que se realizan en los centros de trabajo o en zonas donde el usuario vaya a permanecer entre una hora y hora y media estacionado (centros comerciales, supermercados, etc…). El vehículo se conecta aproximadamente de 1 a 3 horas, para obtener una carga completa, dependiendo de factores como la batería del vehículo o la potencia disponible. Calculando que el tiempo medio de estacionamiento en un parking es de una hora, en ese espacio de tiempo se puede haber cargado el 80% de la batería del vehículo.
La carga semirrápida emplea 32 amperios de intensidad y 230 VAC de voltaje eléctrico. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas va desde los 7,4 kW hasta los 22 kW.
Recarga rápida
Esta solución de recarga es la que, desde el punto de vista del cliente, más se asemeja a sus hábitos actuales de repostaje con un vehículo de combustión. Por ello, se antoja idónea para estaciones de servicio o restaurantes de carretera ubicados en las principales vías interurbanas, donde el usuario permanecerá por un corto periodo de tiempo. En este caso el vehículo se deberá permanecer conectado entre 20 y 30 minutos para obtener una carga del 80% teniendo en cuenta una batería media que permita hasta 30kWh.
La carga rápida permite entregar la energía en corriente continúa obteniéndose una potencia de salida de hasta 50kW, aunque también podemos encontrar equipos de recarga que ofrecen cargas rápidas en corriente alterna con una potencia máxima de salida de hasta 43kW. Los conectores en este tipo equipos son diferentes a los anteriores, con sistemas de seguridad adaptados al alto amperaje que circula por los conectores. Los dos tipos más comunes para este caso son el conector CCS Combo y el CHAdeMO. Estas cargas deben ser concebidas como extensión de autonomía o para cargas de conveniencia cuando estamos realizando largas distancias.
Las exigencias a nivel eléctrico son mayores que en la recarga convencional o semirrápida, lo que puede implicar la necesidad de adecuación de la red eléctrica existente. Por ello y debido a la complejidad de la instalación, las ubicaciones donde poder instalar tecnología de recarga rápida son más reducidas.
Recarga ultrarrápida
Lo último en recarga, y lo más parecido a lo que conocemos como una gasolinera al uso, son los puntos ultrarrápidos; equipos de recarga con una potencia de salida desde 150kW y que son capaces de cargar la batería en tan solo cinco minutos. El tipo de conectores que utilizan estos equipos son prácticamente los mismos que para los cargadores rápidos, dado que son los adecuados para cargas en corriente continua.
¿Cómo funciona un punto de recarga?
Una vez seleccionado el punto de recarga en el que se quiere “repostar”, el funcionamiento es muy sencillo, se extrae el cable del vehículo y se conecta al enchufe del punto de recarga. Y ya está.
Los puntos de recarga pasan la energía de la red a las baterías del vehículo que se recargan dependiendo de la tipología de cargador que hayamos seleccionado.
Dónde están las estaciones públicas
A día de hoy, la mayor parte de los puntos de carga para coches eléctricos disponibles son de uso público. Los puedes encontrar en:
- gasolineras
- centros comerciales
- parkings
- concesionarios
- talleres
- supermercados
- en la vía pública (todavía son los menos)
Dotar a España de una infraestructura de carga que acabe con la ansiedad de autonomía como gran lastre para la venta de eléctricos es el gran reto del Plan Moves 2020 (más allá que fomentar la venta de enchufables).
El programa de ayudas a la compra de coches eléctricos incluye un apartado de subvenciones para la instalación de puntos de carga rápida y semirápida. De acuerdo con las bases el Moves cuenta con un millón de euros a repartir para la instalación de puntos de carga rápida en empresas privadas, entidades locales y administraciones de las Comunidades Autonómicas. Además, hay un presupuesto de unos 30 millones de euros para puntos de carga.
VÍDEO: 5 claves para enamorarse de los coches eléctricos
La forma más rápida de encontrar un punto de carga es recurrir a Internet. Hay multitud de páginas que informan de la ubicación del punto de carga más cercano (electromaps es una de las más conocidas); igual que aplicaciones que permiten consultar en cuestión de minutos el mapa de estaciones de carga desde el smartphone.
Es importante que antes de elegir la estación a la que acudirás te asegures de que cuenta con el cargador adecuado a tu coche. Te lo explico en el siguiente punto.
Tipos de conectores
Un elemento clave para el funcionamiento de una estación de carga de coches eléctricos es el tipo de conectores que ofrece a sus usuarios.
Por el momento, en Europa no existe un modelo estándar que permita cargar todos los vehículos, de manera que cada marca elige el que le parece más adecuado. El incoveniente es que los usuarios pueden encontrarse con que la estación de carga en la que esperaban llenar la batería no cuenta con el conector que su coche necesita.
Existen seis tipos de conectores (los más habituales son Schuko, el SAE J1772 y el MENNEKES):
- Enchufe Schuko. El enchufe de toda la vida. Es compatible con las tomas de corriente europeas y responde al estándar CEE 7/4 Tipo F. Tiene toma de tierra y dos bornes. Solo es compatible con recargas lentas. Es el conector que utiliza el Renault Twizy.
- Conector SAE J1772 (Tipo 1). Es un estándar japonés (adoptado por los americanos y aceptado en la UE), para la recarga en corriente alterna. Tiene un total de 5 bornes, dos de ellos de corriente, otros dos complementarios y el último es el de tierra.
Tiene dos niveles por lo que permite tanto carga rápida como lenta.
Apto para los modelos Opel Ampera, Nissan Leaf, Nissan ENV200, Mitsubishi Outlander, Mitsubishi iMiev, Peugeot iON, Citröen C-Zero, Renault Kangoo ZE , Ford Focus electric, Toyota Prius Plug in y KIA SOUL EV.
- Conector MENNEKES (Tipo 2). Este es un conector alemán, que aunque no es específico para vehículos eléctricos es muy habitual su uso en ellos.
Tiene siete bornes, de los cuales cuatro son para corriente (trifásica), otro de tierra y dos para comunicaciones.
Es el que utilizan modelos como el BMW i3, i8, BYD E6, Renault Zoe, Tesla Model S, Volvo V60 plug-in hybrid, VW Golf plug-in hybrid, VW E-up, Audi A3 E-tron, Mercedes S500 plug-in, Porsche Panamera, o el Renault Kangoo ZE.
- Conector único combinado o CCS. El CCS es una propuesta creada por alemanes y norteamericanos como una solución estándar. Consta de cinco bornes distribuidos para corriente, toma tierra y comunicación con la red. Este tipo de conector admite ambas recargas, es decir, lenta y rápida. Fabricantes como Audi, BMW, Daimler, Porsche y Volkswagen incorporan ya este tipo de conector.
- Conector Scame: Los hay de cinco y de siete bornes, dependiendo si la corriente monofásica o trifásica y se utilizan para recarga semirápida.
- Conector CHAdeMO. Es el estándar de los fabricantes japoneses. Está pensado para recarga rápida en corriente continua, por ello, tiene 10 bornes, toma de tierra y comunicación.
Se diferencia porque es el que mayor diámetro tiene de todos los conectores y se utiliza para recarga ultrarápida.
Es el equipado para coches como el Nissan Leaf, Nissan ENV200, Mitsubishi Outlander, Mitsubishi iMiev, Peugeot iON, Citröen C-Zero, o el KIA SOUL EV.
Cargadores del futuro
La tecnología en este sentido ha evolucionado también, y actualmente empresas como Endesa están trabajando en la recarga por inducción o con pantógrafos destinada a la movilidad pública urbana, ya que se estima que el 80% del transporte público en autobús sea 100% eléctrico en tan solo 20 años.
Bajo esta premisa Endesa, Alstom, Mansel y la Universidad de Málaga, crearon un consorcio de innovación e investigación del que salió el proyecto PALOMA (cuyo acrónimo es Prototype for Alternative Operation of Mobility Assets), el primer prototipo mundial de carga rápida por contacto en el suelo de autobuses eléctricos.
La tecnología aplicada en este innovador concepto de recarga está integrada en el asfalto de las últimas paradas para permitir la carga rápida y eficaz del autobús eléctrico mediante contacto directo. Este tipo de sistemas facilitan la integración de los cargadores en el paisaje urbano, no añaden obstáculos a la circulación habitual del tráfico y mejoran la autonomía del autobús, que solo necesitará parar para la recarga completa al final de la jornada. También se he desarrollado un sistema de monitorización avanzado de la red eléctrica de distribución de media y baja tensión a través de un centro de transformación automatizado.
El objetivo de esta iniciativa es duplicar la autonomía de los autobuses sin variar los tiempos de espera de los pasajeros, con el consiguiente avance en la innovación tecnológica que rodea a la movilidad eléctrica.
En Barcelona Endesa ya ha implantado dos pantógrafos de recarga rápida para autobuses, otro sistema de recarga para la movilidad del presente. La carga ultrarrápida por pantógrafo se lleva a cabo a partir de dos elementos: el cargador, un pilar de cinco metros de altura aproximadamente, similar a una farola, que está instalado al inicio y final de la línea para aprovechar los tiempos de parada del autobús y no interferir en los horarios del recorrido; y el pantógrafo, una especie de brazo mecánico retráctil ubicado en el techo del autobús, que se despliega y se acopla al cargador para iniciar la carga.
Los pantógrafos son sistemas ultrarrápidos (500 kW de potencia) que cargan el 80% de capacidad de la batería en un tiempo estimado de entre cinco y ocho minutos. Se trata de una cantidad de carga suficiente para emprender de nuevo el recorrido. Un recorrido completo necesita, normalmente, entre un 40% y un 80% de la batería, en función de las condiciones.
Modos de carga de un coche eléctrico
Los modos de carga de un coche eléctrico no tienen nada que ver con los tipos de carga que existen. Mientras los últimos de diferencian por el tiempo que emplean en llenar por completo las baterías (puedes ver los cuatro tipos que existen en este enlace), los modos de carga se definen por el mecanismo que utiliza el punto de carga para comunicarse con el coche.
Son cuatro:
1. Modo 1: no tiene comunicación con la red. Este se utiliza una toma de corriente convencional Schuko.
2. Modo 2: tiene una comunicación con la red baja. El cable cuenta con un dispositivo intermedio de control piloto que sirve para verificar la correcta conexión del vehículo a la red de recarga. Se puede utilizar también un conector Schuko.
3. Modo 3: tiene un grado elevado de comunicación con la red. Los dispositivos de control y protecciones se encuentran dentro del propio punto de recarga, y el cable incluye hilo piloto de comunicación integrado.
4. Modo 4: con un grado elevado de comunicación con la red. Hay un conversor a corriente continua y solo se aplica a recarga rápida. Por ejemplo, el conector CHAdeMO.
Lo de que tengan mayor o menor grado de comunicación con la red es clave para obtener información mientras dura la recarga: porcentaje de carga conseguido, tiempo restante para la carga total, posibilidad de programar una carga remota, detener o reiniciar la carga...
Cuanto mayor sea el grado de comunicación, más serán las posibilidades.
En este vídeo te quedará más claro cuáles son las cuatro formas de carga de un coche eléctrico
Formas de pago
Exactamente igual que sucede con la gasolina, el precio que se paga por recargar las baterías de un coche eléctrico varía en función de la estación elegida.
De acuerdo con los datos que publica la compañía eléctrica Endesa, recargar un eléctrico de consumo medio de 17 kWh/100km en horario nocturno con una tarifa supervalle puede suponer un coste de unos 1,55€/100km.
La tendencia en la recarga de enchufables deja a un lado el pago in situ y busca alternativas que pasan por el pago por adelantado.
Pongamos un ejemplo. Ibil ofrece a quienes utilicen sus estaciones de carga tres opciones de pago:
- Tarifa Básica. El conductor paga los kW que recarga en el momento del repostaje.
- Tarifa Mínima. El usuario paga 38 euros y recibe una tarjeta con la que podrá utilizar todas las estaciones de carga de la marca sin abonar ni un euro en el establecimiento. A final de mes, Ibil hace un baremo y le devuelvo lo no gastado o reclama el exceso realizado.
- Tarifa Plana. El precio se calcula en función de los kW que el usuario crea que va a gastar.
Fuentes: Wikipedia, Recargacocheselectricos.com, Endesa
Descubre más sobre Noelia López, Enrique Trillo, autores/as de este artículo.
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