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Compensación inteligente de la potencia reactiva en la recarga rápida de vehículos eléctricos

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REG1K0135P2

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En la carga rápida de CC, cada kilovatio cuenta, pero no toda la energía de la red se utiliza de forma eficiente. El factor de potencia (FP), la relación entre la potencia activa (útil) (kW) y la potencia aparente (kVA), suele oscilar entre 0 y 1 y revela una ineficiencia clave: la potencia reactiva (VAR). La potencia aparente es la suma vectorial de la potencia activa y la reactiva, y representa la capacidad total disponible de la red.

La potencia activa siempre es positiva y fluye de la fuente a la carga para realizar un trabajo útil, mientras que la potencia reactiva simplemente oscila entre la red y el propio dispositivo, generando calor, malgastando energía y pudiendo provocar penalizaciones de la compañía eléctrica por PF deficiente. El aumento de la potencia reactiva hace que disminuya la FP, lo que indica una mala utilización de la energía.

¿Dónde afecta más la pérdida de potencia reactiva?

Sistemas de carga de alta potencia (HPC): A medida que los sistemas de carga ultrarrápida de más de 400 kW se convierten en esenciales en las infraestructuras modernas, el creciente número de módulos cargadores en su interior puede generar importantes pérdidas de potencia reactiva en condiciones de carga ligera o de espera. Esto no sólo degrada la calidad de la energía de la red, sino que también ha dado lugar a penalizaciones de la compañía eléctrica para muchos operadores de estaciones de carga. Tradicionalmente, los integradores de cargadores de CC abordaban este problema añadiendo contactores de CA para desconectar la entrada de CA de todos los módulos en tales situaciones, una solución que aumenta los costes del sistema y compromete la fiabilidad.

Estaciones de autopista HPC: Cuando varios vehículos eléctricos se cargan simultáneamente durante las horas punta, la demanda de carga puede oscilar bruscamente entre unos cientos de kW y varios MW en cuestión de segundos. Estas rápidas fluctuaciones de potencia activa/reactiva provocan una FP inestable o incluso graves caídas de la FP. Una FP deficiente no sólo desperdicia capacidad de la red, sino que también puede dar lugar a penalizaciones por parte de la compañía eléctrica.
Depósitos de flotas urbanas y puntos de recarga de camiones pesados: Durante los retornos nocturnos de autobuses o camiones, todos los puntos de carga funcionan a plena carga. La demanda de carga concentrada ya pone a prueba la capacidad de la red, y la potencia reactiva consumida por los sistemas de carga reduce aún más la capacidad del transformador para la potencia activa. Los operadores deben escalonar la carga (retrasando la disponibilidad) o arriesgarse a una sobrecarga del transformador.
Centros de recarga híbridos en red con energía solar fotovoltaica y almacenamiento en baterías: La generación solar al mediodía puede provocar subidas de tensión locales, mientras que la carga rápida por la noche provoca bajadas de tensión. Las compañías eléctricas a menudo necesitan recursos energéticos distribuidos para regular la tensión mediante la inyección o absorción de potencia reactiva, pero los inversores convencionales y los módulos cargadores funcionan con un FP fijo. En estos casos, el control dinámico de la FP y la compensación de la potencia reactiva son esenciales para la estabilización de la tensión y el cumplimiento de los requisitos de despacho de la red.
Básicamente, la capacidad de red disponible es fija y se reparte entre potencia activa y reactiva. La potencia activa carga los VE, mientras que la reactiva produce calor innecesario, desperdicia energía y reduce la parte utilizable de la capacidad de la red. En casos graves, puede incluso interferir con otros equipos. Por tanto, la compensación de la potencia reactiva es vital para compensar este derroche, mejorar la utilización de la potencia activa y maximizar la capacidad disponible.
Para hacer frente a estos retos, Infypower presenta el módulo cargador VPF 40kW G2 - REG1K0135P2, diseñado específicamente para la regulación inteligente de la PF y la compensación de potencia reactiva para estaciones de carga de vehículos eléctricos. A diferencia de otros módulos cargadores VPF que sólo pueden compensar su propia potencia reactiva en estado de espera o no pueden compensar la potencia reactiva de otros equipos cuando están inactivos, nuestro REG1K0135P2 admite cuatro modos de funcionamiento distintos:
1. Modo de carga estándar
 Se centra principalmente en la carga rápida de VE con bajas prioridades de compensación de potencia reactiva
 Rendimiento PF: > 0,9 (sin carga), > 0,95 (> 5% de carga), > 0,99 (> 50% de carga), > 0,999 (carga completa).
2. Modo PF constante
 Rango de PF ajustable de 0,8 de adelanto a 0,8 de retraso.
 La potencia reactiva cambia dinámicamente con la potencia activa (hasta 40 kW).
 Ideal para los mercados europeos, donde la elevada potencia reactiva de otros equipos reduce el FP del emplazamiento. Ayuda a cumplir las estrictas normas de la red y reduce las pérdidas de potencia reactiva. Ciertas normas de red exigen que los módulos cargadores apoyen la regulación de la FP permitiendo que el sistema compense la potencia reactiva de otros equipos, mejorando así la FP global de la red y reduciendo las pérdidas de potencia reactiva.
3. Modo de compensación de potencia reactiva pura
 Funciona únicamente como compensador estático de VAR cuando no está cargando.
 Emite o absorbe potencia reactiva bajo demanda para compensar otros equipos, mejorando la estabilidad de la red durante los periodos de inactividad.
 La potencia reactiva puede ajustarse directamente de -40 kVar a +40 kVar, con un error de control < 4% y < 0,2 kVar.
4. Modo combinado de carga + compensación de potencia reactiva
 Permite la carga de VE mientras compensa activamente la potencia reactiva.
 Proporciona una potencia aparente total de 40 kVA con salida de potencia activa y compensación de potencia reactiva cuando la tensión de entrada está entre 320 Vca y 530 Vca.
 Fácil ajuste del valor de compensación de potencia reactiva durante todo el proceso de carga.
Por qué los módulos de carga Infypower VPF son importantes para los fabricantes de cargadores de CC y los operadores de puntos de carga?
- Mayor utilización de la red → Entregar más kW de potencia activa sin actualizar transformadores o alimentadores.
- Evitar penalizaciones → Mantener PF ≥ 0,99 bajo cargas dinámicas.
- Cumplimiento de la normativa → Cumpla los requisitos de FP del código de red regional.
- Servicios de valor añadido → Ofrezca soporte VAR a las compañías eléctricas en horas de inactividad.
Con su diseño totalmente de SiC, el REG1K0135P2 alcanza una eficiencia máxima superior al 97,5% y una densidad de potencia líder en el sector de > 65 W/pulg³, lo que en última instancia reduce la huella y el peso de las pilas de carga. Combinando el control inteligente de la FP con la compensación de la potencia reactiva, salva la distancia entre el rendimiento HPC y el funcionamiento respetuoso con la red, lo que permite a los integradores de EVSE ofrecer una alta velocidad de carga y una elevada utilización de la potencia en una única solución.