Los propietarios estadounidenses con paneles solares pueden vender el excedente de electricidad que generan a sus redes locales. ¿Deberían los propietarios de vehículos eléctricos (EV) poder hacer lo mismo?

Investigadores de la Universidad de Rochester muestran cómo la llamada tecnología V2G (vehicle-to-grid) puede lograr la estabilidad de la red y el almacenamiento de energía renovable, y ahorrar a los propietarios de vehículos entre $120 y $150 al año, en un artículo publicado en ACS Sustainable Chemical &Ingeniería .

La idea está ganando terreno en partes de Canadá y Europa como una forma de equilibrar el creciente desajuste en el uso y la generación de electricidad que se produce a medida que las fuentes de energía solar y eólica dependientes del clima se conectan. Las fuentes de energía renovable, aunque son mejores para el planeta, no pueden reemplazar la energía tradicional porque no siempre están disponibles. La capacidad de almacenar energía en una batería del tamaño de una central eléctrica puede resolver este problema. Pero, ¿dónde puedes encontrar ese tipo de capacidad de batería? En vehículos eléctricos estacionados.

Para ayudar a evaluar la viabilidad de los sistemas V2G, Heta Gandhi, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Andrew White, profesor asociado de ingeniería química en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Hajim de Rochester, ha desarrollado un modelo computacional que tiene en cuenta factores que no se habían considerado anteriormente. Por ejemplo, su modelo considera la degradación de las baterías, así como una amplia gama de tiempos de conducción, distancias y otros escenarios. Ella y White, su coautora, usaron el modelo computacional para desarrollar un análisis de costo-beneficio para los participantes de V2G en seis ciudades importantes de EE. UU. El trabajo ayuda a los investigadores e ingenieros a saber cómo las decisiones de diseño afectan a las personas que usan sus propios vehículos en V2G, una consideración importante para lograr niveles más altos de energía renovable.

El análisis mostró que:

• Los ahorros anuales potenciales para los usuarios de V2G en Boston, Chicago, Phoenix, la ciudad de Nueva York, Washington, D.C. y San Francisco oscilaron entre $120 y $150 al año, y gran parte de la variación refleja las diferencias en las tarifas de electricidad variables locales.
• Permitir que los viajeros establezcan su propio precio de venta mínimo es crucial para que un esquema V2G sea rentable para los viajeros.
• Aumentar tanto la eficiencia de carga como la tasa de carga de la batería son más importantes que desarrollar baterías de iones de litio de menor precio para hacer que los esquemas V2G sean rentables.

Todos los hallazgos se basaron en datos recopilados antes de la pandemia de COVID-19, que alteró profundamente los hábitos de trabajo y conducción de las personas. Pero ya hay signos de un resurgimiento de los viajes y un número cada vez mayor de personas que regresan al trabajo, señala Gandhi. Además, el uso cada vez mayor de vehículos eléctricos y energía renovable en este país sugiere que V2G eventualmente será una consideración importante para los legisladores estadounidenses.

"Creo que este documento es muy valioso si realmente tratamos de seguir una ruta en la que las personas puedan descargar electricidad a sus vehículos y venderla a la red", dice Gandhi. "Requerirá infraestructura adicional. Sin embargo, V2G ofrece una excelente solución para el almacenamiento de energía y la estabilidad de la red. Entonces, ¿por qué no hacerlo aquí?"

Hacer que los sistemas de vehículo a red funcionen

"Un vehículo eléctrico ya está conectado a la red cuando usa un cargador público, o cualquier cargador", explica Gandhi. "Si haces [un cargador] bidireccional, también puede transferir energía del vehículo a la red".

Una operación V2G típica funciona así:

• La batería del EV se carga durante las horas de menor actividad, generalmente en medio de la noche.
• El usuario viaja al trabajo y usa una fracción de la capacidad de la batería mientras lo hace.
• Mientras el usuario está en el trabajo, el automóvil inactivo se conecta a la red en las horas pico y la electricidad se vende a la red si el operador de la red la necesita.
• Se reserva parte de la capacidad de la batería para viajar de regreso a casa.
• El ciclo se repite.

El modelo descrito en este documento avanza el modelado anterior en su uso extensivo de datos de la Oficina del Censo de EE. UU. y otras fuentes. Luego, Gandhi utilizó modelos estocásticos para muestrear aleatoriamente todos los datos para tener en cuenta tantas variables como fuera posible, como variaciones en las rutas y distancias de los usuarios, patrones de trabajo, etc. El modelo considera las tarifas eléctricas históricas y calcula los costos de degradación de la batería en función de estas variables.

"No nos limitamos a un solo usuario ni asumimos que todos los usuarios viajarán 10 millas cada día y todos trabajarán de 8 a 5, porque ese no es el caso", dice Gandhi.