Instalar cargadores rápidos para vehículos eléctricos no siempre es un problema de espacio o de número de cargadores. En muchos proyectos, el verdadero límite está en la potencia disponible de la red eléctrica.
Un aparcamiento, estación de servicio, centro logístico o área de descanso puede disponer de una conexión de 200 o 300 kW, mientras que varios cargadores DC funcionando simultáneamente pueden exigir 400, 600 kW o incluso más.
La solución convencional sería ampliar el transformador, solicitar una mayor capacidad de conexión o reforzar la infraestructura eléctrica. Sin embargo, este proceso puede implicar nuevas obras, permisos, costes adicionales y largos plazos de ejecución.
Un BESS para estaciones de carga rápida ofrece otra posibilidad: mantener limitada la potencia tomada de la red y utilizar la batería para aportar temporalmente la diferencia cuando aumenta la demanda de los cargadores EV.
El problema: la potencia de los cargadores puede superar la capacidad de la red
Supongamos una estación equipada con cuatro cargadores rápidos DC de 120 kW.
Esto no significa necesariamente que los cuatro cargadores estén entregando 120 kW al mismo tiempo durante todo el día. La potencia real depende de factores como:
- número de vehículos conectados;
- simultaneidad de las sesiones;
- estado de carga de la batería del vehículo;
- potencia máxima aceptada por cada vehículo;
- duración de las sesiones;
- distribución del tráfico durante el día;
- estrategia de gestión de carga.
Sin embargo, durante determinados periodos, la demanda conjunta puede superar claramente la capacidad disponible del punto de conexión.
Si la instalación solo puede tomar 300 kW de la red, existe una diferencia entre la potencia disponible y la potencia que pueden solicitar simultáneamente los cargadores.
Esa diferencia es precisamente una de las aplicaciones donde un BESS puede aportar valor.
¿Cómo funciona un BESS en una estación de carga rápida?
En una arquitectura típica de PV + BESS + EV Charging, el sistema puede integrar:
- red eléctrica;
- sistema de almacenamiento de energía;
- generación fotovoltaica;
- EMS;
- cargadores rápidos DC;
- otras cargas del emplazamiento.
El EMS supervisa continuamente la potencia disponible de la red, el consumo de los cargadores, la producción fotovoltaica, el SOC de la batería y los límites de carga y descarga del BESS.
Cuando la demanda total permanece por debajo del límite de red, la instalación puede alimentarse directamente desde la red y, cuando sea posible, cargar la batería.
Cuando la demanda supera ese límite, el BESS descarga para cubrir temporalmente la diferencia.
De este modo, la potencia disponible para los vehículos puede ser temporalmente superior a la potencia que puede proporcionar únicamente la red.
Ejemplo: estación de carga limitada a 300 kW de red
Veamos un ejemplo simplificado para entender el dimensionamiento preliminar.
| Parámetro | Valor de ejemplo |
|---|---|
| Conexión máxima de red | 300 kW |
| Consumo propio de la estación | 60 kW |
| Número de cargadores DC | 4 |
| Potencia por cargador | 120 kW |
| Potencia total instalada de carga EV | 480 kW |
| Potencia simultánea máxima estimada | 420 kW |
Si los cargadores demandan 420 kW y el resto de las cargas de la instalación consumen 60 kW:
Como la red está limitada a 300 kW:
En el momento de máxima demanda, el BESS debería ser capaz de aportar aproximadamente 180 kW.
Pero calcular los kW es solo la primera parte. También debemos determinar durante cuánto tiempo tiene que mantenerse esa descarga.
Cómo calcular los kWh necesarios para cubrir los picos
Una estación de carga rápida normalmente no mantiene su potencia máxima durante horas de forma continua. Por eso no es recomendable multiplicar simplemente la potencia máxima del BESS por varias horas.
Veamos una curva simplificada con intervalos de 15 minutos.
| Hora | Carga EV | Otras cargas | Demanda total | Límite de red | BESS requerido |
|---|---|---|---|---|---|
| 12:00 | 200 kW | 60 kW | 260 kW | 300 kW | 0 kW |
| 12:15 | 300 kW | 60 kW | 360 kW | 300 kW | 60 kW |
| 12:30 | 360 kW | 60 kW | 420 kW | 300 kW | 120 kW |
| 12:45 | 420 kW | 60 kW | 480 kW | 300 kW | 180 kW |
| 13:00 | 330 kW | 60 kW | 390 kW | 300 kW | 90 kW |
| 13:15 | 240 kW | 60 kW | 300 kW | 300 kW | 0 kW |
La energía aportada por la batería durante estos intervalos sería:
Para este evento concreto, el cálculo preliminar sería por tanto:
- Potencia máxima requerida del BESS: 180 kW
- Energía útil necesaria durante el pico: 112,5 kWh
Sin embargo, 112,5 kWh no debería utilizarse directamente como capacidad nominal de la batería.
También deben considerarse:
- profundidad de descarga;
- eficiencia del PCS;
- SOC mínimo;
- reserva operativa;
- degradación durante la vida útil;
- frecuencia de los picos;
- tiempo disponible para volver a cargar la batería;
- crecimiento futuro de la estación.
Por ejemplo, si para un cálculo preliminar se considera un 80 % de capacidad utilizable y una eficiencia de descarga del 95 %:
Este resultado sigue siendo únicamente una referencia inicial. Si se producen varias oleadas de vehículos antes de que el BESS tenga tiempo de recuperar su SOC, será necesario analizar una capacidad mayor.
No basta con saber cuántos cargadores tiene la estación
Dos estaciones equipadas con cuatro cargadores de 120 kW pueden necesitar sistemas de almacenamiento completamente diferentes.
Estación A: demanda distribuida
Los vehículos llegan de forma escalonada y normalmente solo uno o dos cargadores trabajan simultáneamente. La demanda conjunta rara vez supera los 200 kW.
Estación B: demanda concentrada
Está situada en una autopista o un centro logístico donde varios vehículos llegan en periodos similares. Tres o cuatro cargadores pueden funcionar simultáneamente y la demanda superar los 400 kW durante varios intervalos consecutivos.
Aunque ambas instalaciones tengan la misma potencia nominal de cargadores, su perfil de demanda es diferente.
¿Qué papel desempeña el EMS?
En una estación donde red, batería, PV y cargadores comparten una capacidad eléctrica limitada, el EMS es una parte esencial de la arquitectura.
1. Mantener el límite de potencia de red
Si la conexión está limitada a 300 kW, el EMS puede controlar el sistema para mantener la importación alrededor de ese valor. Cuando la demanda aumenta, la batería cubre la diferencia.
2. Preparar el SOC antes de las horas de mayor tráfico
Si los datos muestran que la mayor demanda suele producirse entre las 17:00 y las 20:00, el sistema puede cargar previamente la batería para llegar a ese periodo con suficiente energía disponible.
3. Coordinar la potencia de los cargadores
Si la energía disponible no permite alimentar todos los cargadores a máxima potencia, el sistema de gestión puede distribuir la potencia entre los diferentes puntos de carga.
4. Coordinar tarifas y almacenamiento
Cuando la estructura tarifaria lo permite, el BESS también puede cargarse durante periodos de menor coste y utilizar la energía almacenada durante horas de alta demanda o precios más elevados.
PV + BESS + carga EV: reducir todavía más la demanda de red
La generación fotovoltaica puede mejorar el balance energético de una estación de carga.
Volvamos al ejemplo anterior:
- demanda total: 480 kW;
- límite de red: 300 kW;
- producción fotovoltaica disponible: 100 kW.
En ese momento, el BESS tendría que aportar aproximadamente 80 kW en lugar de 180 kW.
Sin embargo, la producción solar no debe considerarse una fuente constante. Depende de la radiación, el clima, la hora, la estación, la temperatura y la configuración del sistema fotovoltaico.
Por eso, un proyecto de PV + BESS + EV Charging debería analizar diferentes escenarios operativos.
Alta producción solar
La energía fotovoltaica puede alimentar directamente parte de los cargadores y cargar la batería cuando existe excedente.
Alta demanda EV y producción PV insuficiente
La red y el BESS trabajan conjuntamente para cubrir la demanda.
Baja demanda EV
La capacidad disponible de la red o el excedente fotovoltaico pueden utilizarse para recuperar el SOC de la batería.
Alta demanda al final del día
El BESS utiliza la energía almacenada anteriormente para reducir la potencia solicitada a la red.
Un BESS no convierte una conexión pequeña en potencia ilimitada
El almacenamiento puede aumentar temporalmente la potencia disponible, pero la batería dispone de una cantidad limitada de energía.
Por ejemplo, si la red puede aportar 300 kW y la estación necesita 500 kW, el BESS debe cubrir una diferencia de 200 kW.
Si esa diferencia se mantiene durante cuatro horas:
Y si inmediatamente después empieza otro periodo de alta demanda, la batería podría no disponer de tiempo suficiente para recuperar su SOC.
Por eso, la pregunta correcta no es únicamente: “¿Cuál es el pico máximo?”
También hay que preguntar: “¿Cuánto dura y con qué frecuencia se repite?”
¿Cuándo tiene sentido utilizar BESS para carga rápida?
Capacidad de red limitada
El operador quiere instalar más potencia de carga de la que actualmente permite el punto de conexión.
Picos relativamente cortos
La máxima potencia solo es necesaria durante determinadas ventanas del día, mientras que durante el resto del tiempo existe capacidad disponible para recuperar el SOC.
Ampliación de red costosa
Cambiar transformadores, cableado o infraestructura de conexión supone una inversión considerable.
Largos plazos de conexión
El proyecto necesita comenzar a funcionar antes de que pueda completarse un refuerzo de red.
Integración de energía fotovoltaica
El emplazamiento dispone de cubierta, marquesina solar o terreno disponible para generar energía durante el día.
Flotas con patrones previsibles
Autobuses, camiones, vehículos de reparto y otras flotas comerciales pueden producir horarios de carga relativamente previsibles, facilitando la programación del sistema de almacenamiento.
¿Cuándo puede seguir siendo necesaria una ampliación de red?
Un BESS y una ampliación de red no son necesariamente soluciones excluyentes.
Reforzar la conexión puede seguir siendo necesario cuando:
- la demanda supera de forma continua la capacidad de red durante muchas horas;
- existen pocos periodos disponibles para recuperar el SOC;
- está prevista una gran expansión del número de cargadores;
- la potencia base necesaria supera claramente la infraestructura existente;
- la compañía eléctrica exige modificaciones en el punto de conexión;
- el coste de almacenar grandes cantidades de energía deja de ser competitivo frente al refuerzo de red.
En determinados proyectos, el almacenamiento también puede utilizarse como una solución de transición: permite iniciar operaciones con una capacidad limitada de red mientras se prepara una futura ampliación.
Qué datos se necesitan para dimensionar un BESS para cargadores rápidos
Antes de seleccionar un sistema de almacenamiento de energía comercial e industrial, es importante disponer de datos básicos del proyecto.
| Dato necesario | Ejemplo | Por qué es importante |
|---|---|---|
| País y ubicación | España / México / Chile | Red, clima y requisitos técnicos |
| Tensión de red | 400 V / 480 V | Selección de PCS y arquitectura |
| Capacidad máxima de conexión | 300 kW | Define el déficit de potencia |
| Transformador existente | kVA | Identifica límites eléctricos |
| Número de cargadores | 4 | Potencial de demanda simultánea |
| Potencia por cargador | 120 kW | Demanda máxima teórica |
| Sesiones diarias | Variable | Permite estimar utilización |
| Duración media | Minutos | Ayuda a calcular kWh |
| Energía media por vehículo | kWh | Define demanda energética |
| Horas de mayor tráfico | 17:00–20:00 | Define los periodos críticos |
| Carga propia del sitio | HVAC, iluminación, tiendas | También utiliza capacidad de red |
| PV existente o previsto | kWp | Modifica el balance energético |
| Expansión futura | Nuevos cargadores | Evita dimensionar solo para la situación actual |
Para estaciones existentes, disponer de datos de potencia en intervalos de 15 minutos puede mejorar notablemente el análisis.
En proyectos nuevos pueden utilizarse previsiones de tráfico, perfiles de flota, número de sesiones, potencia de los vehículos y tasas estimadas de simultaneidad.
Cómo plantear correctamente un proyecto PV + BESS + EV Charging
Un buen diseño no debería comenzar preguntando: “¿Qué batería necesito para cuatro cargadores?”
El proceso correcto es estudiar primero el sistema energético completo.
De una conexión limitada a una estación de carga escalable
La electrificación del transporte está haciendo que la potencia de los cargadores crezca más rápido que la infraestructura eléctrica disponible en muchos emplazamientos.
Un BESS puede desacoplar parcialmente ambos ritmos.
La red proporciona una potencia relativamente estable. La batería almacena energía cuando existe capacidad disponible. Y cuando varios vehículos necesitan cargar simultáneamente, el sistema libera esa energía para cubrir temporalmente la diferencia.
Combinado con generación fotovoltaica y un EMS, este enfoque puede ayudar a:
- aumentar temporalmente la potencia disponible para carga EV;
- reducir picos de demanda;
- limitar la potencia importada de la red;
- aprovechar mejor la generación solar;
- gestionar de forma más flexible el SOC;
- preparar la estación para futuras ampliaciones.
Sin embargo, la configuración adecuada debe basarse en el perfil real de utilización, no únicamente en la potencia nominal instalada de los cargadores.
¿Está planificando una estación de carga rápida con BESS?
FLYFINE desarrolla soluciones comerciales de almacenamiento para proyectos PV + BESS + EV Charging, integrando baterías LiFePO4, PCS, BMS y EMS según las condiciones eléctricas y el perfil de carga de cada proyecto.
Para una evaluación preliminar, facilite la potencia y el número de cargadores, límite de conexión a red, tensión, transformador, consumo del emplazamiento, sesiones previstas y capacidad fotovoltaica disponible.
Contactar con FLYFINEPreguntas frecuentes sobre BESS para estaciones de carga rápida
¿Puede un BESS evitar una ampliación de red para instalar cargadores rápidos?
En determinados proyectos, sí. Si la potencia adicional se necesita principalmente durante periodos cortos, el BESS puede cubrir la diferencia entre la capacidad de red y la demanda de los cargadores. Si el déficit de potencia se mantiene continuamente durante muchas horas, puede seguir siendo necesario reforzar la conexión.
¿Cuántos kWh necesita una estación de carga rápida?
No puede calcularse únicamente a partir de la potencia nominal de los cargadores. Deben analizarse la capacidad de red, duración de los picos, número y frecuencia de las sesiones, simultaneidad y tiempo disponible para recargar el BESS.
¿Puede una conexión de 100 kW alimentar un cargador de más de 100 kW utilizando una batería?
Un BESS puede aportar temporalmente la diferencia si su PCS dispone de suficiente potencia y la batería contiene suficiente energía. La duración dependerá de los kWh disponibles, el SOC y la capacidad de recuperar energía entre sesiones.
¿Es obligatorio instalar paneles solares junto con el BESS?
No. Un sistema de almacenamiento puede trabajar únicamente con la red. Sin embargo, la generación fotovoltaica puede aportar energía adicional, alimentar parte de la carga EV y recargar la batería cuando exista excedente.
¿Qué información necesita FLYFINE para dimensionar un BESS para carga EV?
Los datos principales incluyen número y potencia de los cargadores, sesiones previstas, simultaneidad, capacidad máxima de red, tensión, transformador, consumo propio de la instalación, PV existente o previsto y futuras ampliaciones.
