Electrificación de autobuses escolares: Preguntas y respuestas sobre la carga

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Más de 25 millones de niños estadounidenses son transportados hacia y desde la escuela en una flota nacional de 480 000 autobuses escolares, lo que representa el 80 % de la flota total de autobuses en los Estados Unidos. Hoy menos del 1% de los autobuses escolares son eléctricos; sin embargo, con el impulso para brindar transporte limpio y reducir los costos anuales de combustible y mantenimiento para los distritos escolares, la electrificación de los autobuses escolares ha comenzado a moverse rápidamente en varios estados de EE. UU.

Steve Bloch, vicepresidente de la región occidental del negocio de movilidad eléctrica de ABB, fue entrevistado sobre sus pensamientos sobre hacia dónde se dirige la electrificación de los autobuses escolares y cómo se ve el panorama de la infraestructura de carga.

¿En qué se diferencian los autobuses escolares de los autobuses de tránsito en términos de electrificación?

Cuando observamos el caso de uso, de inmediato se da cuenta de que el tiempo de carga es un problema menor con los autobuses escolares que con otras aplicaciones de autobuses eléctricos. La carga rápida de CC puede no ser necesaria si el autobús tiene rutas más cortas por la mañana y la tarde. Un cargador de CA de mayor potencia de 11 kw o 19 kW puede ser adecuado. Sin embargo, algunos autobuses escolares no tienen un cargador de CA “a bordo” y esos vehículos requerirán un cargador rápido de CC.

Los paquetes de baterías en los autobuses escolares eléctricos también son más pequeños que los de los autobuses de tránsito, lo típico es de 100 a 200 kWh, lo que se traduce en aproximadamente 75 a 150 millas de alcance, donde las baterías de los autobuses de tránsito suelen tener más de 300 kWh. Por lo tanto, el precio de compra de un autobús escolar eléctrico también suele ser más bajo, tal vez de $ 300,000 a $ 400,000, en comparación con un autobús de tránsito que podría llegar a $ 1 millón debido a la batería más grande y los requisitos de mayor alcance.

¿En qué se diferencian los sistemas de carga que sirven a los autobuses escolares? ¿Todos los autobuses escolares usan la misma tecnología de carga?

Los cargadores en sí son versiones de menor potencia de los que encontraría en un depósito de tránsito. Los autobuses escolares no necesitan cargarse a 450 kW, por lo que no son necesarios cargadores de potencia extremadamente alta ni conectores de pantógrafo de carga ultrarrápida. Cualquier cosa por encima de los 50 kW suele ser una exageración.

Todos los OEM de autobuses escolares usan el mismo estándar de conexión de cargador CCS que los autobuses de tránsito, pero la entrada de carga se puede ubicar en una variedad de lugares diferentes en el autobús, por lo que es bueno tener cables muy largos para el alcance. Por ejemplo, los cargadores de CC Terra DC Wallbox (24 kW) y Terra 54 (50 kW) de ABB vienen con cables de 23 y 20 pies de largo respectivamente.

¿Qué está impulsando la adopción de autobuses escolares eléctricos? ¿Qué agencias impulsan la inversión en la electrificación de autobuses escolares?

Décadas de investigación muestran cómo el asma infantil y los problemas de salud relacionados se ven agravados por la contaminación del aire y las emisiones de los vehículos, y estudios recientes han demostrado que la calidad del aire en realidad puede ser peor dentro del autobús que fuera de él. Pero los presupuestos de los distritos escolares son ajustados y los costos iniciales siguen siendo una barrera para algunas flotas de autobuses escolares eléctricos, por lo que los programas de financiación son fundamentales para impulsar la adopción.

Un gran impulso se produjo a finales del año pasado con la Ley de Inversión en Infraestructura y Empleos. Entre sus iniciativas de transporte limpio, asigna $ 5 mil millones para la flota de autobuses escolares de Estados Unidos durante los próximos cinco años, con al menos la mitad de esa financiación dedicada a programas de autobuses escolares específicamente eléctricos y la otra mitad dedicada a autobuses escolares limpios.

Las agencias a nivel estatal han estado trabajando durante muchos años para impulsar programas de autobuses escolares limpios. En California, por ejemplo, el Proyecto de incentivos de cupones para camiones y autobuses híbridos y de cero emisiones de California (HVIP) ofrece reembolsos de hasta $ 100,000 por compra de autobús eléctrico. También hay $2.7 mil millones en fondos para proyectos a nivel estatal que se pusieron a disposición a través del acuerdo de Volkswagen, y las agencias estatales han optado por gastar un tercio de ese dinero en programas de autobuses escolares.

Además, algunas empresas de servicios públicos están invirtiendo en programas de electrificación de autobuses escolares. Una de las principales áreas de enfoque es asociarse con distritos escolares para usar programas de carga inteligente para ayudar a los distritos a reducir sus costos de electricidad. En algunos casos, también ayudan a financiar los costos iniciales.

Por lo tanto, hay mucho impulso con estos programas para respaldar los costos iniciales. Pero aún mejor, los autobuses eléctricos realmente muestran su valor económico para los presupuestos de los distritos escolares con costos operativos más bajos, que se amortizan a lo largo de su vida útil. Los costos de electricidad, especialmente cuando se administran mediante un programa de carga inteligente, pueden ser significativamente menos costosos que el diesel y el combustible de propano; y los trenes de transmisión eléctricos requieren mucho menos mantenimiento y duran más que sus contrapartes de motor de combustión.

¿Por qué el vehículo a la red (V2G) es tan atractivo para los autobuses escolares eléctricos y por qué aún no es generalizado si el caso de uso encaja tan bien?

Con un cargador V2G y un EV con capacidad V2G, la energía puede fluir de dos maneras: a la batería del vehículo como en una sesión de carga normal de EV, pero luego la batería puede enviar la energía almacenada como energía de regreso a la red en respuesta a la demanda y los precios. señales de una empresa de servicios públicos.

Cuando observa las flotas de autobuses escolares y su uso, son un excelente caso de uso para agregar V2G al modelo operativo. Los servicios públicos tienden a necesitar energía adicional durante los días más cálidos del verano cuando las escuelas no están en sesión en gran medida, por lo que puede imaginar flotas de autobuses escolares conectados a la red que entregan energía de manera inteligente a los servicios públicos durante los períodos de mayor demanda.

Debido a que V2G es una tecnología prometedora, se está trabajando mucho con proyectos piloto y estandarización, pero todavía hay un costo más alto para los dispositivos de carga bidireccional junto con una mayor complejidad de implementación.

Una estrategia más inmediata para administrar la demanda de electricidad y los costos relacionados es la carga inteligente, que se puede considerar como V1G, lo que significa que no es bidireccional. En este momento, esto es mucho más fácil de implementar para los operadores de flotas de autobuses escolares. Los distritos escolares que deseen minimizar los costos de electricidad pueden aprovechar las tarifas por tiempo de uso. Esto generalmente se hace utilizando una plataforma de software que puede programar la carga cuando las tarifas de servicios públicos son bajas, generalmente durante la noche, pero quizás también durante el día cuando hay un excedente de energía solar disponible.

Es importante tener en cuenta que no todos los autobuses escolares eléctricos admiten la conexión de la estación por la tarde y el inicio de la sesión de carga por la noche porque el vehículo puede “ir a dormir” para conservar la energía de la batería. Los operadores de flotas deben consultar con el fabricante del autobús para asegurarse de que admitan funciones de carga retrasada.

¿Qué consejo tiene para las flotas de autobuses escolares que buscan una infraestructura de carga?

La redundancia es la opción de menor costo para garantizar el mayor tiempo de actividad de los vehículos y garantizar que los vehículos estén siempre completamente cargados. Otro enfoque es comprar un SLA (acuerdo de nivel de servicio) del fabricante de la estación y mantener almacenadas las piezas consumibles y de alto contacto. El mejor consejo es analizar sus requisitos e instalar los cargadores que necesita en función de las millas recorridas, la cantidad de vehículos y el crecimiento esperado de la comunidad. Ahora suponga que necesita cumplir con esos mismos requisitos si uno o dos cargadores fallan. Por ejemplo, los centros de datos en la nube rara vez están inactivos durante más de un par de minutos u horas al año, y eso se debe a la redundancia integrada en su red.

Otro aspecto al que hay que prestar mucha atención son las capacidades de software de la infraestructura de carga. Cada cargador debe estar conectado para que pueda comunicarse y reportar datos de todos los aspectos del proceso de carga, así como las acciones del vehículo. Además, la conectividad es importante para el soporte de servicio remoto y el diagnóstico y las actualizaciones de software. En el caso de ABB, nuestra interfaz nos permite diagnosticar problemas de forma remota, y también podemos decirle al OEM del vehículo “oye, tienes un problema aquí” si vemos errores de carga en el lado del vehículo. Esto puede suceder con los nuevos modelos de autobuses en los que las comunicaciones que respaldan la interoperabilidad entre el vehículo y el cargador requieren actualizaciones de software ocasionales.

En algunos casos, un administrador de flotas de autobuses escolares puede implementar un back-end de red para la gestión de carga avanzada, como lo que se puede hacer a través de OCPP (Protocolo de punto de carga abierto). La interoperabilidad del lado del software que proporciona OCPP es importante para una fácil integración de cualquier autobús o cualquier cargador mientras la flota de autobuses escolares crece con el tiempo.

Para obtener más información sobre la electrificación de las flotas de autobusesel Iniciativa de autobuses escolares eléctricos es un recurso de asesoramiento que reúne a distritos escolares y organizaciones asociadas para desarrollar planes de transición de autobuses escolares eléctricos y brindar asistencia técnica.

Sobre Steve Bloch: Steve Bloch es el vicepresidente regional occidental del negocio de movilidad eléctrica de ABB en los Estados Unidos y gestiona el desarrollo del negocio de infraestructura de carga para los segmentos de vehículos eléctricos públicos y de flota. Steve ha trabajado en la industria de los vehículos eléctricos durante casi 10 años y tiene una maestría en ingeniería y una licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de Cornell.

Este artículo está respaldado por TEJIDO.

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