Diseño de un cargador de vehículo eléctrico orientado a aplicaciones V2G

Abstract

La concienciación y preocupación humana sobre el inminente cambio climático cada vez es más visible en la sociedad y, por tanto, las tecnologías emergentes capaces de cambiar el rumbo y crear un sector energético más sostenible jugarán un papel muy importante en un futuro próximo. Una de esas tecnologías es conocida como “vehículo a red” o V2G (Vehicle-to-Grid), ya que consigue que el flujo de energía se realice en ambas direcciones. Cuando esta tecnología se integra en el vehículo eléctrico (VE), éste podrá cargarse cuando el usuario lo necesite, pero en otras ocasiones, en la que sea la red la necesitada, el VE podrá proporcionarle esa energía, mejorándose así la utilización de las energías renovables y la estabilización de la conexión a la red eléctrica.

En este trabajo, en primer lugar, se han estudiado las diferentes tecnologías V2G existentes en la literatura actual, y así poder escoger la más adecuada para las características del VE al que tiene que ser integrado. A continuación, se ha realizado el desarrollo de la solución adoptada, se ha implementado en PSIM y, por último, se presentan los resultados de las diferentes simulaciones con el fin de validar el correcto funcionamiento del convertidor.

Gaur egungo gizartean gizakiak berehalako klima-aldaketari buruzko duen kontzientziazioa zein kezka gero eta nabarmenagoa egin da, eta, beraz, etorkizun hurbilean garrantzia handia izango dute norabidea aldatzeko eta sektore energetiko jasangarriago bat sortzeko gai diren teknologiek. Teknologia horietako bat “ibilgailutik sarera” edo V2G (Vehicle-to-Grid) bezala ezaguna da, energia fluxuaren bi norabideetan funtzionatzeko gai den teknologia baita. Hau da, teknologia hau ibilgailu elektrikoarekin integratzen denean adibidez, erabiltzaileak behar duenean ibilgailua kargatzeko aukera izango du, baina aldiz, sareak behar duen beste une batzuetan, ibilgailu elektrikoak azken honi energia eman ahal izango dio; horrela, energia berriztagarrien erabilera zein sare elektrikorako konexioaren egonkortasuna hobetuko dira. Lan honetan, lehenik eta behin, gaur egungo literaturan dauden V2G teknologiak aztertu dira, eta, horrela, integratu beharreko ibilgailu elektrikoaren ezaugarriekin bat datorren konfiguraziorik egokiena aukeratu ahal izan da. Jarraian, hautaturiko soluzioa garatu da, PSIM-en inplementazioa eginez ondoren, eta, azkenik, egindako simulazio ezberdinen emaitzak aurkeztu dira bihurgailuaren funtzionamendu egokia baliozkotzeko.

Human concern as well as awareness about the forthcoming climate change is increasingly visible nowadays in society and, therefore, emerging technologies capable of changing the course and creating a more sustainable energy sector will play a really important role in the closer future. One of these novel technologies is known as Vehicle-to-Grid or V2G, since it is a technology which can work in both directions of energy flow. When this technology is integrated into the electric vehicle (EV), the vehicle can be charged when the user needs it (as it has been done until now), but the vehicle it also can provide energy to the grid when the network needs it, thus improving the use of renewable energies and stabilization of the connection to the grid. In this work, firstly, the different V2G technologies that appear in the current literature have been studied, being able like this to choose the most suitable for the characteristics of the EV to which it has to be then integrated. Subsequently, the development of the adopted solution has been carried out, it has been implemented in PSIM and, finally, the results of the different simulations have been presented in order to validate the correct operation of the converter.