Uno de los tantos problemas de los coches eléctricos enchufables es la falta de infraestructura para cargar y la lentitud de dicha carga, algo que afecta especialmente a los viajes largos. Sin embargo, podría tener una solución: no tener que depender de las estaciones de carga o electrolineras. Esto se consigue mediante lo que se conoce como carga dinámica.
¿Te imaginas que tu coche vaya cargándose mientras viajas por la carretera? Sin necesidad de parar, sin necesidad de preocuparse por la autonomía… Pues esto es posible, y ya existe tecnología para hacerlo. ¿El problema? La inversión que se necesita para modificar todas las carreteras.
Carga inalámbrica
La carga inalámbrica, también conocida como carga por inducción, es un sistema que permite transferir energía eléctrica entre dos objetos sin necesidad de una conexión física. En el caso de los vehículos eléctricos, esto significa poder cargar la batería sin tener que conectar un cable.
La carga inalámbrica se basa en el principio de inducción electromagnética. Este principio, descubierto por Faraday, establece que un campo magnético variable en el tiempo induce una corriente eléctrica en un conductor cercano. Para que esto sea posible, se necesita una base de carga debajo del lugar donde estacionará el coche, con una gran bobina de cobre para inducir o generar el campo magnético alterno. También se necesita otra bobina receptora en el vehículo para poder captar es energía inducida y transformarla en corriente eléctrica.
Esto tiene una serie de ventajas frente a la carga mediante cables, como la eliminación de cables o conexiones. Pero también supone unos desafíos importantes, ya que la eficiencia no es la misma que mediante la carga con cable, en este caso existen pérdidas de energía significativas. También influye la distancia, que deberá ser bastante corta para que el proceso funcione, así como sus costes.
Principio de funcionamiento
La inducción electromagnética es un fenómeno fundamental en la física que describe cómo un campo magnético variable en el tiempo puede inducir una corriente eléctrica en un conductor, como una bobina. Este principio es la base de numerosos dispositivos eléctricos, desde generadores hasta transformadores. Y, como sabrás, los transformadores también actúan de la misma forma, una bobina es alimentada con una corriente eléctrica de entrada y en la otra se induce una corriente secundaria sin contacto alguno, pero con distinto voltaje, dependiendo del número de espirales o vueltas que tenga la bobina.
Por ejemplo, para comprenderlo un poco mejor, imagina que tienes una bobina primaria con un número de espirales N1=1000, es decir, 1000 vueltas de hilo de cobre. Y en ella se aplica una tensión de 120V. Una bobina secundaria, con N2=200, es decir, unas 200 vueltas de hilo conductor. Entonces, idealmente, sin tener en cuenta las pérdidas, tendríamos que:
V2 / V1 = N2 / N1
Es decir, la tensión inducida en la bobina 2 entre la tensión de la bobina 1 es igual al número de espirales de la bobina secundaria entre el número de espirales de la bobina primaria o generadora. Entonces, por ejemplo:
V2 / 120 = 200/1000
V2 = (200/1000) · 120
V2 = 24V
Por tanto, en la bobina 2 tenemos una corriente inducida de 24 voltios… Alterando el voltaje de entrada y el número de espiras se puede alterar el voltaje de la corriente inducida o la corriente que saldrá de la segunda bobina y que será la que sirva para cargar el vehículo.
¿Qué es la carga dinámica?
Imaginemos un futuro donde los vehículos eléctricos puedan recargarse mientras circulan, eliminando la necesidad de detenerse en estaciones de carga. Esta visión se acerca cada vez más a la realidad gracias a la tecnología de carga dinámica en carretera, basada también en el mismo principio descrito anteriormente. Este sistema, basado en el principio de inducción electromagnética, permite transferir energía eléctrica desde una fuente bajo el pavimento a las baterías de un vehículo en movimiento.
Debajo de las carreteras se instalan bobinas especiales que generan campos magnéticos intensos cuando detectan un vehículo. Estas bobinas, al interactuar con bobinas receptoras ubicadas en el vehículo, inducen una corriente eléctrica que recarga las baterías. Es como una especie de cargador gigante e invisible bajo el asfalto.
A nivel mundial, varios proyectos están investigando y desarrollando esta tecnología. Estos proyectos buscan optimizar la eficiencia, reducir los costos y garantizar la seguridad de la carga dinámica. Sin embargo, aún sigue siendo costoso, ya que implicaría realizar obras en todas las carreteras, o al menos en las autovías y autopistas de larga distancia, así como las secundarias. Eso requiere una inversión muy significativa en infraestructura. Además, también hay que investigar si los fuertes campos electromagnéticos generados no afectan a la salud humana ni a otros dispositivos electrónicos del coche. Así mismo, es importante estandarizar todos los sistemas de carga de todas las marcas y modelos para que sean compatibles, y no servirían los actuales coches eléctricos.
Por otro lado, también supone unos desafíos técnicos importantes, ya que se necesita una correcta alineación de las bobinas y un ajuste para entregar la potencia necesaria para la carga dinámica inalámbrica. La fabricación e instalación de la infraestructura necesaria para la carga dinámica deben evaluarse desde una perspectiva ambiental. Es necesario desarrollar regulaciones claras y estándares internacionales para garantizar la seguridad y compatibilidad de los sistemas de carga dinámica. La carga dinámica podría combinarse con otras tecnologías como la conducción autónoma para crear sistemas de transporte más inteligentes y eficientes.
Sin embargo, esto podría suponer el fin de los límites de autonomía para recorrer largas distancias sin necesidad de detenerse a recargar, además de disponer de una red inteligente de vías con una mejor gestión de la energía.
Ya existen algunos prototipos que son capaces de cargar más de un 80% de una batería de 16kW en solo 15 minutos mientras transitas por una de estas carreteras, lo que da un plus de 100 km más. Si necesidad de parar, sin necesidad de enchufar, de forma totalmente inalámbrica, mientras se circula por la carretera…
Ahora bien, volviendo un poco a la realidad, si ya hay dificultades con las electrolineras o puntos de carga, imagina este tipo de infraestructura mucho más ambiciosa y costosa.
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