1.- INTRODUCCIÓN
Por un lado, la integración del Vehículo Eléctrico (EV en inglés) en la red depende en gran medida del grado de interoperabilidad entre las plataformas de e-movilidad y los procedimientos de gestión/operación de la red eléctrica. Por el otro, se espera también que la interoperabilidad entre los distintos desarrollos de e-movilidad proporcionen al usuario no sólo el abaratamiento de la energía, sino también un amplio abanico de servicios avanzados. Como consecuencia, la Comisión Europea ha considerado estas dos necesidades de interoperabilidad como claves para el despliegue del EV [1].
El despliegue del EV se considera un reto para infraestructura de la red eléctrica, pero también como una oportunidad desde el punto de vista de la Smart Grid. Como consecuencia, con desarrollos inteligentes que permitan un rápido despliegue del EV, éste podría ser el principal tractor para una Smart Grid real.
Sin embargo, las principales barreras siguen siendo el coste de las baterías y todas las incertidumbres aún no resueltas sobre la fiabilidad de las mismas; razón principal para el despegue del mercado del EV en Europa. Es decir, para que el despliegue masivo pueda llevarse a cabo con garantías, el almacenamiento de la energía, traducido tanto en el abaratamiento y el rendimiento de las baterías, deberá ser resuelto. Mientras tanto, los nuevos modelos de negocio y nichos de mercado podrían facilitar dicho despliegue centrándose en la brecha entre los motores de combustión interna convencionales y las soluciones de la movilidad eléctrica.
El trabajo realizado en Europa por el “Smart Grid Coordination Group” sobre el estado de estandarización y definición de la brecha mencionada [2] permitió identificar las alternativas existentes para cada actor y sistema involucrado en las comunicaciones punto a punto. Además, se realizó un análisis de diversos proyectos relacionados con el EV, los cuales proporcionan una base o indicio de las futuras tendencias de mercado y alternativas [3]. Ambos estudios proporcionan datos suficientes para implementar soluciones de electro-movilidad tanto existentes como probables [4].
A continuación se presenta el enfoque propuesto por COTEVOS [5] para la evaluación de la interoperabilidad de los sistemas y equipos para la integración de los vehículos eléctricos en la Smart Grid, partiendo del marco regulatorio, los modelos de negocio a desarrollar y las diferentes normas a considerar para verificar el cumplimento de las funcionalidades e interacciones por parte de los diferentes actores. Se recomienda consultar también [6] para profundizar rápidamente en todos estos aspectos, que se resumen en la sección siguiente.
2.- NECESIDAD DE INTEROPERABILIDAD
La regulación del sector eléctrico de cada Estado o región define el marco para permitir o facilitar el despliegue del vehículo eléctrico y su integración en la Smart Grid. Además, es importante que el impacto en el desarrollo de modelos de negocio sea tanto factible como realista. Así por ejemplo, una política errónea de tarifas o un enfoque inadecuado en la definición de los roles y los requisitos de los diferentes actores puede dificultar el interés de potenciales usuarios para decidir que su nuevo vehículo sea eléctrico.En Europa los Mandatos M/490 y M/468
de la Comisión aportan el marco para el desarrollo de la Smart Grid y la Integración del Vehículo Eléctrico. El Modelo de Arquitectura de la Smart Grid (SGAM) conceptualiza los diferentes productos y sistemas para un desarrollo adecuado de la red del futuro.
Figura 1: Smart Grid Architecture Model (SGAM)
Es difícil anticipar cuáles serán los modelos de negocio en el corto y medio plazo, cuando la penetración de vehículos eléctricos sea importante. Muchas empresas y productos apostarán inevitablemente por servicios que no tendrán éxito, por lo que es conveniente estimar y anticipar las posibles interacciones entre los actores que probablemente participen en la oferta de tales servicios. La llegada de los vehículos autónomos puede, incluso, reorientar o alterar de manera disruptiva en el sector.
La Figura 2 da idea de la complejidad de los diversos protocolos para permitir el adecuado intercambio de información entre los diferentes interfaces y actores para desarrollar servicios alrededor de la recarga de los vehículos eléctricos.
Figura 2: Protocolos para el intercambio de información posibilitando servicios en torno a la recarga inteligente
Existen multitud de Comités y Grupos de trabajo desarrollando normas que soporten la funcionalidad adecuada de los productos y sistemas involucrados en la integración del vehículo eléctrico en la red. El proceso suele ser complejo y largo, y en muchos casos grupos industriales proponen protocolos que, sin ser armonizados ni globalmente consensuados, son utilizados como estándares de facto cuyo cumplimiento deben probar los fabricantes. Tal es el caso, por ejemplo, del Protocolo Abierto para el Poste de Carga (OCPP).
Figura 3: Grupos de trabajo elaborando normas para los diferentes interfaces
Como consecuencia de todo lo anterior, la realización de los sistemas e interfaces de comunicaciones para la integración del vehículo eléctrico, mapeada contra el SGAM en dos dimensiones, se indica a modo de ejemplo en la Figura 4.
Figura 4: Ejemplo de sistemas y comunicaciones de la Smart Grid para facilitar la recarga inteligente del vehículo eléctrico
Es fácil comprender la dificultad de lograr la interoperabilidad real de estos sistemas. Es decir, que los servicios que proporcionan sean efectivos aunque los equipos con los que interactúan o los actores que participan sean diferentes. Así, se desea que el usuario de un vehículo eléctrico pueda cargarlo en cualquier Poste de Carga, independientemente del Gestor de Carga que lo gestiona, o que participe en los programas de gestión de la demanda que le interese, independientemente del Operador que atiende esa red de distribución o del Operador de la estación de carga.
3.- INFRAESTRUCTURA PARA LA EVALUACIÓN DE LA INTEROPERABILIDAD
COTEVOS [5] ha completado entre 2013 y 2016, bajo la coordinación de TECNALIA, el camino explicado en la sección anterior, finalizando con el diseño de una infraestructura unificada para la evaluación de la interoperabilidad. Aquellos de sus miembros con capacidades de laboratorios de ensayos (TECNALIA, AIT, DTU, IWES, RSE, University de Lodz, y TNO) han desarrollado la infraestructura de ensayo para probar que un producto es funcionalmente interoperable. Todas estas compañías desarrollan su oferta tanto individualmente como globalmente, con la coordinación de la Asociación de Laboratorios de Generación Distribuida, DERlab.
TECNALIA es capaz de ofrecer ensayos de conformidad a normas y de interoperabilidad. Se ha focalizado fundamentalmente en ISO15118, IEC61851, OCPP o diversos protocolos de roaming, tanto propietarios como OCHP. Otras normas y funcionalidades pueden ser también desarrolladas fácilmente a partir de la infraestructura actual.
Figura 5: Ejemplo de sistemas y comunicaciones de la Smart Grid para facilitar la recarga inteligente del vehículo eléctrico
4.- CONCLUSIONES
Los miembros de COTEVOS han desarrollado la infraestructura necesaria para ensayar la interoperabilidad de equipos de la Smart Grid, evaluando el cumplimiento de diversas funcionalidades para la provisión de servicios en relación con la recarga inteligente del vehículo eléctrico.
El proyecto COTEVOS ha finalizado con el diseño de su White Book sobre las Oportunidades de negocio de la evaluación de la Interoperabilidad para la integración del vehículo eléctrico [7]. En este informe se describen las principales conclusiones del proyecto, centradas principalmente en el enfoque desarrollado en el proyecto y ofrecido actualmente por sus socios para verificar que un sistema o producto de la red eléctrica funciona adecuadamente con el resto, de forma que es posible desarrollar los diferentes servicios por parte de los actores involucrados. Previamente el White Book describe los sistemas en relación con la recarga del vehículo eléctrico, el modelo de arquitectura de red considerando la infraestructura de ensayos, los servicios a ensayar y los procedimientos desarrollados para ello, y las capacidades desarrolladas para la verificación de la interoperabilidad.
5.- BIBLIOGRAFÍA
[1] M/490 EN Smart Grid Mandate – Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment, European Commission, Directorate-General for Energy, B.2 – Electricity and Gas, Brussels, 2011-03-01
[2] CEN-CENELEC-ETSI Smart Grid Coordination Group (SG-CG), First set of Standards, 2012, disponible en http://ec.europa.eu/energy/gas_electricity/smartgrids/doc/xpert_group1_first_set_of_standards.pdf].
[3] Rodriguez, et al., specification, analysis and assessment of situation of interoperability related to EV deployment in EU cities and member states, COTEVOS EU project, Deliverable 4.1 v1.4, 2014, disponible en http://cotevos.eu/.
[4] Rodriguez, C. Madina, E. Zabala, Requirements for infrastructure for interoperability assessment, COTEVOS EU project, Deliverable 1.3 v2.3, 2014, disponible en http://cotevos.eu/.
[5] COTEVOS, http://cotevos.eu/
[6] Raúl Rodríguez, Carlos Madina, Eduardo Zabala, EV Integration in Smart Grids Through Interoperability Solutions, EVS28, Kintex, Korea, May 3-6, 2015
[7] COTEVOS WHITE BOOK on Business Opportunities for Interoperability Assessment of EV integration, http://cotevos.eu/