Seminario VE 2012

Diseñando futuro

Seminario

dede

Vehículo EléctricoEléctrico

Fecha: 9/11/12

MÁSTER EN INGENIERÍA MÁSTER EN INGENIERÍA ENERGÉTICA SOSTENIBLEENERGÉTICA SOSTENIBLE

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE BILBAO INGENIERÍA DE BILBAO

BILBAO, MASTER 2012BILBAO, MASTER 2012--20132013

ION GONZALEZ DEL HOYOION GONZALEZ DEL HOYO

Director del Dpto. de Industria y Energía de SAITECDirector del Dpto. de Industria y Energía de SAITEC

IÑAKI BLÁZQUEZ AGUIRREIÑAKI BLÁZQUEZ AGUIRREIÑAKI BLÁZQUEZ AGUIRREIÑAKI BLÁZQUEZ AGUIRRE

Responsable Área de Energía de SAITECResponsable Área de Energía de SAITEC

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INDICESeminario:

03/33Indice

INDICEVEHÍCULO ELÉCTRICO

1. INTRODUCCIÓN2. ASPECTOS BÁSICOS3 CARGA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO3. CARGA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO4. COMPARATIVA ENTRE VEHÍCULO ELÉCTRICO Y

CONVENCIONAL5. PLAN MOVELE6. EJES ESTRATÉGICOS EN EUSKADI IMPULSADOS POR EL EVE7 SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA7. SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA8. SAITEC ECO CARS9. OPORTUNIDAD DE NEGOCIO10.ASPECTOS TÉCNICOS A RESOLVER11.CONCLUSIONES SOBRE EL FUTURO

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INTRODUCCIÓNSeminario:

04/33Introducción

INTRODUCCIÓNVehículo Eléctrico

1. CIRCUNSTANCIAS PROPICIAS PARA LA LLEGADA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO

Cabe destacar que este tipo de vehículos precedieron a los vehículos de combustión interna (110 años de antigüedad).

• Desde el punto de vista medioambiental. Contaminación ú ti t fé i i d dacústica y atmosférica en ciudad.

• Desde el punto de vista tecnológico. Evolución de las baterías.

• Desde el punto de vista de estrategia política energética. Dependencia del exterior / precio $ del crudo.

• Desde un punto de vista personal: es la evolución lógica del transporte. El motor de combustión es ineficiente por del transporte. El motor de combustión es ineficiente por naturaleza (30% de la energía del combustible llega realmente a las ruedas) y se está quedando obsoleto.

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05/33Introducción


2. EFICIENCIA ENERGÉTICA

De acuerdo con los tipos de par resistente a los que se enfrenta un vehículo en funcionamiento:

• de tipo activo: adquisición de energía cinética ( l ió ) í t i l ( bi d t )(aceleración) y energía potencial (subiendo una cuesta);• de tipo pasivo: rozamiento-rodadura y fricción aerodinámica.

Teóricamente perderíamos únicamente la energía consumida con el par de tipo pasivo ya que la empleada en acelerar o subir una cuesta se recuperaría al frenar o bajar la cuesta.

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06/33Introducción



Los vehículos eléctricos disponen de esta capacidad de Los vehículos eléctricos, disponen de esta capacidad de funcionamiento reversible y almacenamiento de energía. En el caso del SMART se descarga a 30 kW y se carga a 10 kW.

Se estima que en un ciclo urbano el 60 % de la Energía C id l i i E t í Consumida se emplea en vencer inercias. Esta energía es recuperable!

En un circuito urbano, la velocidad media de los desplazamientos es inferior a la mitad que en carretera, por tanto, la energía consumida en rozamiento y fricción es muy reducida.

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07/33Introducción



Actualmente los motores eléctricos pueden conseguir Actualmente, los motores eléctricos pueden conseguir eficiencias del 90% y la mecánica asociada, al ir directamente acoplada a las ruedas, simplifica enormemente los cambios y transmisiones (reduciendo pérdidas).

CONCLUSIÓN hí l lé t i ti CONCLUSIÓN: con un vehículo eléctrico se estima que se podría lograr un consumo en circuito urbano inferior a la mitad del que se tiene en carretera. Precisamente, donde peor se comporta un vehículo convencional.

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ASPECTOS BÁSICOSSeminario:

08/33Aspectos Básicos

ASPECTOS BÁSICOSVehículo Eléctrico

1. DESARROLLO DE BATERÍAS

Es necesario el desarrollo de una nueva generación de Es necesario el desarrollo de una nueva generación de baterías.

Los modelos de VE actuales manejan valores de energía almacenada de 15 a 30 kWh en sus baterías, garantizando

t í t l 80 l 200 kuna autonomía entre los 80 y los 200 km.

Parece que en el desarrollo de modelos y prototipos, la carrera se está decantando por las baterías de Ion-Litio .

ÓVER TABLA COMPARATIVA A CONTINUACIÓN

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1. DESARROLLO DE BATERÍAS

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2. FABRICACIÓN EN SERIE DE VEs

La plena incorporación de las grandes empresas del sector La plena incorporación de las grandes empresas del sector de la automoción para la fabricación en serie. Con la incorporación de la mayoría de empresas del sector automoción con un importante número de VE (Mercedes, Toyota, Mitsubishi, GM, Opel, Chrysler, Ford, Nissan, R lt SEAT t ) l f b i ió i d Renault, SEAT, etc…), parece que la fabricación en serie de VE, podría hacer cambiar rápidamente la situación respecto a costes actuales.

VER COMPARATIVA ENTRE DIFERENTES MODELOS A ÓCONTINUACIÓN

En la web del EVE también se pueden consultar los diferentes vehículos que hay actualmente en el mercado: http://eve.es/web/Eficiencia-Energetica/Transporte/El-http://eve.es/web/Eficiencia Energetica/Transporte/Elcoche-electrico/Vehiculos-electricos-existentes-en-el-mercado-%281%29.aspx

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Seminario:


Vehículo Eléctrico

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CARGA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO

12/33Carga del Vehículo Eléctrico CARGA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICOSeminario:


Se plantean dos nuevas situaciones que antes no existían:

• ¿De dónde procederá la electricidad necesaria para cargar los VE?¿De dónde procederá la electricidad necesaria para cargar los VE?• ¿Dónde lo “enchufo”?

1. DISPONIBILIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Actualmente hay estudios y análisis de organismos oficiales que indican que una entrada progresiva del VE dentro del Sistema Energético Español no ha de representar ningún problema al menos en un horizonte a 5 años.

En estos estudios se concluye que el sistema eléctrico actual permitiría la flota de más de un millón de VE para 2014, representando un aumento de la demanda eléctrica de un 1%.

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De ampliar hasta una flota de 10 millones de VE para 2030 (más del 33% del parque actual), representaría un incremento del 7,5% de la demanda anual.

E t i d i l Cí Elé t i d b l Esto no quiere decir que las Cías Eléctricas no deban prepararse para el impacto de esta nueva demanda, para identificar, anticiparse y solucionar todos los problemas que puedan aparecer. Sobre todo las Cías de Distribución.

MUY IMPORTANTE: aprovechar los excedentes de energía para la carga del VE (carga nocturna).

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Una vez dilucidado el tema de la suficiencia energética, se debe reenfocar el problema hacia un desarrollo de infraestructuras de recarga.

Si l i fi l di d t d l VE d Si el usuario final no dispone de un punto de carga el VE no va a poder consolidarse.

Se deberán dimensionar las futuras redes de distribución teniendo en cuenta esta nueva necesidad.

Por otro lado, se debe resolver el problema de la venta de energía: aparece la figura del GESTOR DE CARGA.

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2. GESTOR DE CARGA

RD 647/2011. Gestor de carga Regulación de la figura del gestor RD 647/2011. Gestor de carga. Regulación de la figura del gestor de carga dentro de la Ley 54/97 del Sector Eléctrico como consumidor capacitado para vender electricidad para la recarga de vehículos. Esta nueva figura deberá impulsar la instalación de puntos de recarga en espacios públicos como aparcamientos o centros

i l i d ( i i d )comerciales y privados (viviendas).

RD 647/2011. Tarifa de acceso supervalle. Del mismo modo se introduce una nueva tarifa de acceso “supervalle” ligada a ofertas de energía con discriminación horaria cuyo destino es incentivar la recarga nocturna (de 1 de la madrugada a 7 de la mañana) a precios más atractivos.

Se constituye IBIL como Gestor de Carga, participada por el EVE y REPSOL al 50%. Se encargarán de la construcción y explotación de REPSOL al 50%. Se encargarán de la construcción y explotación de instalaciones de recarga eléctrica y/o reemplazo de baterías de vehículos eléctricos.

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3. TIPOS DE CARGA

El régimen de carga de la batería de un VE puede condicionarEl régimen de carga de la batería de un VE puede condicionarfuertemente la integración de estos vehículos en las infraestructurasactuales.

• Carga lenta: corriente alterna monofásica (230 V) a potencias bajas(3 3 kW) I t id d t 10 16 A C l t d 6 8 h(3,3 kW). Intensidad entre 10-16 A. Carga completa de 6 a 8 h.

• Carga semi-rápida: corriente alterna trifásica (400 V) a potenciasentre a 20-40 kW. Intensidad hasta 63 A para cargas en 20-30minutos.

• Carga rápida: potencia de los puntos muy elevada. Entre 220 y 400 kW. Intensidad entre 125-580 A, para cargas en unos 5 min. Se encarecen las instalaciones exponencialmente. Problemas con la red de distribución.Para resolver la problemática de la carga rápida (grandesintensidades) se considera una buena solución la carga medianteintensidades) se considera una buena solución la carga mediantecorriente continua. En este caso, se necesita un nuevo componente:RECTIFICADOR que deberá controlar la intensidad de carga.

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COMPARATIVA ENTRE VEHÍCULO

17/33Comparativa entre Vehículo Elé t i COMPARATIVA ENTRE VEHÍCULO

ELÉCTRICO Y CONVENCIONALSeminario:

V hí l

Eléctrico y Convencional

La diferencia entre el precio de un VE y el de un vehículo convencional puede ser un factor limitante para el desarrollo del VE:


VE:

• Se estima un diferencial entre 8000 y17000 euros con respecto al precio de un vehículo convencional. Sólo la batería puede suponer el 75% del coste incremental.L i ió d bl l l d id útil • La inversión puede ser recuperable a lo largo de su vida útil, considerando el precio de la gasolina entre 1,30 y 1,70 € el litro Vs 0,07 €/kWh incluyendo la depreciación de la batería, podríamos recuperar la inversión en 5 años.

• Existen subvenciones del EVE para la adquisición de VE (máximo de 7000 euros).

• Deberían proponerse incentivos para rentabilizar este tipo de vehículos: en impuesto de circulación, OTA, carriles especiales, formas de facturación, normalización de tipos de conexión y cargas, comunicaciones, etccomunicaciones, etc…

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PLAN MOVELESeminario:

18/33Plan Movele

PLAN MOVELEVehículo Eléctrico

El Plan MOVELE, nombre del Plan de Acción 2010-2012, se enmarca dentro de la Estrategia Integral de Impulso al Vehículo Eléctrico en España 2010-2014. Este Plan está compuesto por una serie de medidas a implementar durante losEste Plan está compuesto por una serie de medidas a implementar durante los próximos dos años para incentivar de manera decisiva la introducción del vehículo eléctrico. Estas medidas se encuadran dentro de los cuatro ejes básicos de finidos por la Estrategia:

1) f t l d d d t hí l l i d t i li ió I+D d1) fomentar la demanda de estos vehículos, apoyar la industrialización e I+D de esta tecnología,

2) facilitar la adaptación de la infraestructura eléctrica para la correcta recarga y gestión de la demanda,

3) y potenciar una serie de programas transversales relacionados con la información, comunicación, formación y normalización de estas tecnologías.

El objetivo de la citada Estrategia es alcanzar la cifra de 250.000 vehículos eléctricos a final de 2014 circulando por nuestras calles y carreteras.

Consultar estrategia para la introducción del vehículo eléctrico en Euskadi (fuente EVE).

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EJES ESTRATÉGICOS EN EUSKADI

19/33Ejes Estratégicos en Euskadi I l d EJES ESTRATÉGICOS EN EUSKADI

IMPULSADOS POR EL EVESeminario:

Impulsados por el EVE

1. Impulso al sector de automoción a través del apoyo al diseño de un nuevovehículo eléctrico producido en Euskadi y la oportunidad de diseñarcomponentes específicos por empresas vascas de este sector


componentes específicos por empresas vascas de este sector.

2. Desarrollo de una infraestructura de puntos de recarga con coberturatotal del territorio, garantizando con ello la movilidad en vehículo eléctricodentro de la CAE.

3. Creación de una masa crítica de vehículos en circulación, a fin de adelantar el punto de ruptura de mercado.

4. Adecuación del marco regulatorio, proponiendo modificaciones normativasque faciliten la rápida incorporación de los vehículos eléctricos.

El Gobierno Vasco ha establecido en su Estrategia Energética 3E2020 unos ambiciosos objetivos para introducir mayor eficiencia energética en el uso de la energía en el sector transporte para dicho año. El objetivo es que para el añoenergía en el sector transporte para dicho año. El objetivo es que para el año 2020 circulen en Euskadi entre 41.000 y 43.000 coches eléctricos y se disponga de una red de recarga que ronde los 13.000 puntos.

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EJES ESTRATÉGICOS EN EUSKADI

20/33Ejes Estratégicos en Euskadi I l d EJES ESTRATÉGICOS EN EUSKADI

IMPULSADOS POR EL EVESeminario:

Impulsados por el EVE


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SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA

21/33Situación Actual y Futura SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURASeminario:


1. TECNOLOGÍA

En el campo de los motores actualmente hay posibilidades En el campo de los motores actualmente hay posibilidades de desarrollo en:

• Nuevos materiales (imanes permanentes, plásticos magnéticos, etc…) que permitan una reducción de volumen y peso.

• Motores de muy alto rendimiento (con menores pérdidas, superconductores, etc…).

En el campo de la electrónica: convertidores de potencia y sistemas de control. Cada vez se desarrollan sistemas más rápidos y que consumen menos.

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En el campo de los sistemas de almacenamiento de la energía hay posibilidades de investigación y desarrollo en:

• Baterías: mayor capacidad, menor peso, reducir tiempos de carga/descarga, aumento del número máximo de ciclos de carga (vida útil), reducir costes, etc…

Si t ili d l i t b d • Sistemas auxiliares de almacenamiento basados en ultracondensadores.

• Tecnología de las pilas de combustible (basadas en hidrógeno).

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2. ENERGÍAS RENOVABLES

• Eólica: adecuación entre generación nocturna y horario de • Eólica: adecuación entre generación nocturna y horario de recarga (carga diferida). 1 generador eólico de 3 MW es suficiente para cargar 700 coches/año (con una media de recorrido de 20.000 km/año).

S l l f t t d l bi t d b í i • Solar: en el futuro, todas las cubiertas deberían incorporar paneles FV.

• Otras fuentes de energía renovable (mareas, etc…).

A continuación se muestran varios ejemplos de puntos de carga con paneles FV:

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EJEMPLOS DE PUNTOS DE CARGA CON PANELES FV

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EJEMPLOS DE PUNTOS DE CARGA CON PANELES FV

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3. ECONOMÍA

• La llegada del vehículo eléctrico reactivará el sector del • La llegada del vehículo eléctrico reactivará el sector del transporte, infraestructuras relacionadas, sector eléctrico y sector de automatización y control.

• Potenciará el sector de la electricidad: nuevo mercado y ibilid d (GESTOR DE CARGA)nuevas posibilidades (GESTOR DE CARGA).

• Vehículo eléctrico como acumulador de energía. SMART GRIDS.

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SAITEC ECOCARS

27/33Situación Actual y Futura SAITEC ECOCARSSeminario:


1. VEHÍCULO ELÉCTRICO EN SAITEC

SAITEC apuesta a largo plazo por la integración del VE en SAITEC, apuesta a largo plazo por la integración del VE en primer lugar, por nuestro compromiso con el transporte sostenible (reducción progresiva de la dependencia de los combustibles fósiles) dada la numerosa flota de vehículos de empresa , y en segundo lugar, como empresa experta

di ñ d t d ti d i f t t l en diseño de todo tipo de infraestructuras, somos los primeros interesados en la integración del VE dentro de las mismas.

Se programan diferentes líneas de actuación enmarcadas dentro del proyecto SAITEC EcoCars, comenzando a adaptar las instalaciones de la empresa con puntos de recarga contratados con IBIL (EVE+REPSOL).

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SAITEC ECOCARS



2. SMART ELÉCTRICO

• Motor de electroimán permanente de 30 kW (41 CV) y • Motor de electroimán permanente de 30 kW (41 CV) y tensión nominal 400 V.

• Velocidad limitada a 110 km/h y autonomía de 135 km (sin consumos adicionales, A/C, radio, etc...).

• Batería de alto voltaje (380 V) que vierte energía al motor lé t i C l l ió ió eléctrico. Consumo al arranque y aceleración, recuperación

de energía al frenar y rodando por inercia.• Conector SCHUKO (convencional) 220V / 16A.• Posibilidad de conector con comunicaciones para carga

inteligente.• Cargador integrado en VE con potencia de 3 kW dado que

se desconocen las características de la red donde será conectado.

• Recomendaciones de recarga con batería al 20%. La descarga límite disminuye la vida útil de la batería. descarga límite disminuye la vida útil de la batería.

• Con el VE parado la descarga es de 1%/semana.

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SAITEC ECOCARS



Puntos de carga instalados dentro

del parking privado de SAITEC

Carga completa 6-8 h

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OPORTUNIDAD DE NEGOCIO

30/33Situación Actual y Futura OPORTUNIDAD DE NEGOCIOSeminario:


Sin considerar la propia fabricación y venta de VE, la carga de este tipo de vehículos exige las siguientes inversiones que pueden considerarse como oportunidades de negocio:pueden considerarse como oportunidades de negocio:

• La instalación de los puntos de carga y su posible gestión centralizada. IBIL dispone de un Centro de Control.• Los sistemas de medida y facturación cada vez serán más

l j id tifi ió d i i i tcomplejos: identificación de usuarios, suscripciones, etc…• Sistema de comunicación con el VE: extensión de red de comunicaciones, información sobre punto más cercano, gestión de reservas vía móvil, vía web…• Trabajos para el refuerzo y/o extensión de la red de distribución (corre a cargo de la Cía Distribuidora).• La incorporación de gestión activa de la carga a la red de distribución (corre a cargo de la Cía Distribuidora).

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ASPECTOS TÉCNICOS A RESOLVER

31/33Situación Actual y Futura ASPECTOS TÉCNICOS A RESOLVERSeminario:


• Potencia eléctrica instalada en los hogares y centros de trabajo.• Tiempos de recarga• Tiempos de recarga.• Vida de las baterías: falta experiencia de vida útil.• Incentivos para rentabilizar este tipo de vehículos: en impuesto de circulación, OTA, carriles especiales, formas de facturación, normalización de tipos de conexión y cargas,

i i tcomunicaciones, etc…• Disminución del diferencial de costes del VE con respecto al vehículo convencional.• Posibilidad de almacenamiento de energía eléctrica en baterías distribuidas, que ayuda a la penetración del uso de energías renovables en entorno urbano.• Este almacenamiento de energía facilita la estabilización de redes de distribución descentralizadas.

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CONCLUSIONES SOBRE EL FUTURO

32/33Conclusiones sobre el Futuro CONCLUSIONES SOBRE EL FUTUROSeminario:


Hemos hablado sobre la idoneidad del vehículo eléctrico para el transporte urbano, pero en carretera… ¿? Seguimos teniendo un problema de autonomíaSeguimos teniendo un problema de autonomía.

Mientras dure el proceso de evolución de las prestaciones del vehículo eléctrico (sobre todo en cuanto a baterías y pila de combustible) hasta alcanzar los requerimientos a l l t l i d hí l tá t b d los que el actual usuario de vehículos está acostumbrado, los vehículos híbridos enchufables jugarán un papel decisivo en esta transición.

Ya lo estamos viendo!!!Ya lo estamos viendo!!!

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