Freiburg, Alemania – 02 de Noviembre de 2015 – Los propietarios de sistemas fotovoltaicos muy pronto podrán hacer sus hogares más sostenibles, debido a que la energía fotovoltaica es también adecuada para cargar sus automóviles eléctricos personales. Un sistema de gestión de energía de la vivienda creado por investigadores del Instituto Fraunhofer ISE incorpora a los automóviles eléctricos a la red de energía del hogar y crea itinierarios de carga.
La casa del futuro es amigable con el medio ambiente, eficiente energéticamente e inteligente. Sus habitantes pueden utilizar la energía fotovoltaica generada en sus azoteas no sólo para el consumo en el hogar sino también para cargar sus automóviles eléctricos personales. Este escenario ya se ha convertido en una realidad para una conjunto de viviendas construidas de acuerdo al estándard “Passive House” en la ciudad Alemana de Fellbach en Baden-Württemberg. El conjunto de las nuevas viviendas fue actualizado como parte del proyecto “Fellbach ZeroPlus” para incluir mejoras de electromovilidad así como también un sistema global de gestión de energía. La iniciativa es patrocinada por el programa “Electric Mobility Showcase” del Gobierno Federal Alemán.
Estaciones de Carga Rápida y Sistema de Gestión de Energía para el Hogar
“Los grandes sistemas fotovoltaicos en las azoteas de las casas proporcionan más energía de la que consumen sus habitantes a largo plazo. La energía excedente puede ser retornada a la red eléctrica pública así como también puede ser utilizada para cargar vehículos eléctricos en el hogar”, explicó Dominik Noeren, un científico del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE en Freiburg. Para de forma eficiente incorporar mejoras en la electromovilidad en la rutina cotidiana de las viviendas, Noren y su equipo diseñaron una estación de carga rápida de 22 kW así como también un sistema de gestión de energía en el hogar (HEMS) para cinco de las siete viviendas. El sistema HEMS recolecta los datos de los diversos medidores eléctricos en la vivienda, incluyendo aquellos para los sistemas fotovoltaicos, los vehículos eléctricos, la bomba térmica, y la energía generalizada en el hogar. El sistema muestra los diversos flujos de energía a cualquier hora del día. “Ellos pueden consultar que tanta energía proviene de ya sea la red de energía o del sistema solar de la vivienda, y ellos pueden ver hacia dónde vá – a la bomba térmica, a los electrodomésticos, o al vehículo eléctrico”, comentó Noeren.
Adicionalmente, el sistema HEMS también realiza un pronóstico de la intensidad solar durante las próximas 20 horas aproximadamente y proporciona a los usuarios información sobre cuanta energía solar está disponible. Un algoritmo adaptable también calcula la carga anticipada de la vivienda para cada cuarto de hora. Utilizando estos datos, es posible determinar cuanta energía fotovoltaica está disponible para el vehículo eléctrico en determinado momento. “La electricidad fotovoltaica generada primero vá a la vivienda, y la energía que no se consume en la vivienda es almacenada en la batería del vehículo eléctrico. Si todavía existe energía restante después de esto, es retornada a la red eléctrica pública”, explicó Noeren.
Durante dos años de pruebas de campo, una aplicación Android fue creada utilizando retroalimentación de los propietarios de las viviendas. La app HEMS proporciona una visualización de todos los procesos y flujos de energía en tiempo real, y proporciona una lectura sobre el pronóstico de intensidad solar en forma gráfica y númerica. Un algoritmo adaptable trabaja para optimizar el uso de energía generada por cada vivienda. A través de la app, los usuarios pueden controlar la estación de carga así como también una visualización del nivel de carga de la batería y tiempos de carga del vehículo eléctrico. “Estos parámetros son necesarios con el fin de cargar de forma inteligente el vehículo eléctrico”, comentó Noeren.
Para crear un patrón ideal de carga, el sistema debe conocer el nivel de carga actual de la batería del vehículo así como también la próxima hora planeada de partida. El sistema de gestión de energía utiliza esta información junto con los pronósticos del clima y del consumo para esimar los flujos a través de la red de energía doméstica. El sistema calcula que tanta energía debe ser suministrada, así como también qué periodos de tiempo son ideales para recargar el vehículo utilizando la mayor proporción posible de energía solar producida en la vivienda.
“Es mas rentable consumir la energía generada por el sistema solar que retornarla a la red eléctrica pública”, comentó Noeren. El sistema HEMS ayuda a los consumidores a utilizar los datos sobre tiempos de manejo, pronósticos de intensidad solar y del consumo actual de energía en la vivienda para sincronizar los tiempos de carga de su vehículo eléctrico con la producción de energía solar de la azotea, para que ellos puedan maximizar la proporción de energía producida en el hogar que utilizan. Esto no sólo ayuda a los propietarios a reducir sus costos, sino también van un paso más allá hacia la realización de la vivienda ideal con una baja producción de CO2 y de la movilidad personal. Maximizar la producción de energía producida en el hogar ayuda a aliviar la carga de la red de energía pública y al mismo tiempo reducir el consumo en horas pico de la red de energía eléctrica.
El sistema HEMS está basado en el framework Fraunhofer openMUC, el cual proporciona soporte a una amplia variedad de medidores y dispositivos. Ofrece una expandibildiad modular para dispositivos integrados tales como dispositivos inalámbricos Bluetooth o interruptores de corriente WLAN que pueden de forma remota activar y desactivar los electrodomésticos del hogar, o para integrar elementos de alto consumo tales como la bomba térmica. Dos de las cinco viviendas del proyecto “Fellbach ZeroPlus” han utilizado de forma exitosa una variante de auto compartido del sistema como parte de las pruebas de campo desde mediados del año 2014.
Información y fotografía cortesía de: © Fraunhofer ISE – www.ise.fraunhofer.de
Sobre el Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE
El Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) desarrolla investigación sobre la tecnología necesaria para el suministro eficiente de energía y sobre una base ecológicamente racional en países industrializados y en vías de desarrollo. Para este propósito, el Instituto desarrolla sistemas, componentes, materiales y procesos en las áreas de utilización de energía térmica, energía solar, edificaciones solares, celdas solares, suministro de energía eléctrica, conversión química de energía, almacenamiento y uso racional de la energía.
El trabajo del Instituto varía desde la investigación científica fundamental en relación con aplicaciones de energía solar, a través del desarrollo de tecnologías de producción y prototipos, hasta la construcción de sistemas de demostración. El Instituto planea, asesora y proporciona conocimientos e instalaciones tecnológicas como servicios www.ise.fraunhofer.de.
