ATS para cargadores de vehículos eléctricos: ¿cómo funciona y cuándo puede ser necesario?

La movilidad eléctrica está creciendo y con ella, también aumenta la necesidad de contar con instalaciones eléctricas capaces de alimentar los vehículos de forma segura y eficiente.

Instalar un cargador para un vehículo eléctrico en una vivienda, comercio, empresa o estacionamiento implica considerar más que solamente el equipo de carga; también es importante analizar la capacidad eléctrica disponible, las protecciones, el consumo de otras cargas y en determinados proyectos, la posibilidad de contar con una fuente de respaldo.

Es aquí donde puede entrar en escena un ATS (Automatic Transfer Switch) o interruptor de transferencia automática.

Pero, ¿qué relación existe entre un ATS y un cargador para vehículos eléctricos?

En este artículo te explicamos cómo pueden integrarse, qué situaciones pueden requerir una transferencia automática y qué aspectos deben analizarse antes de incorporar esta solución.

¿Qué es un ATS?

Un ATS es un dispositivo diseñado para realizar la transferencia de determinadas cargas eléctricas entre dos fuentes de alimentación, de acuerdo con las condiciones configuradas en el sistema; de forma simplificada podemos imaginarlo así:

Fuente principal → ATS → Cargas

Fuente de respaldo → ATS → Cargas

Cuando la fuente principal deja de estar disponible y existe una fuente alternativa compatible, el sistema puede realizar la transferencia automática.

Es importante aclarar que el ATS no genera ni almacena energía;su función es gestionar la conexión de las cargas a las fuentes disponibles.

¿Por qué podría utilizarse un ATS con un cargador de vehículo eléctrico?

Un cargador puede representar una carga eléctrica considerable, especialmente cuando se utilizan equipos de mayor potencia.

Si además de cargar el vehículo existen otras cargas importantes en la instalación, puede ser necesario administrar cuidadosamente de dónde proviene la energía y qué equipos permanecen alimentados ante determinadas condiciones.

Por ejemplo, imaginemos una vivienda que cuenta con:

• Cargador para vehículo eléctrico
• Aire acondicionado
• Refrigerador
• Bomba de agua
• Sistema fotovoltaico
• Batería de respaldo

Si ocurre una interrupción de la red, el sistema puede necesitar determinar qué cargas deben continuar funcionando y cuáles deben desconectarse para evitar superar la capacidad disponible; en una arquitectura diseñada para ello, un ATS puede formar parte de la estrategia de transferencia.

Un cargador de vehículo eléctrico es una carga importante

No todos los cargadores tienen la misma potencia; dependiendo del equipo y de la instalación, pueden existir diferentes niveles de potencia de carga.

Por ejemplo, consideremos un cargador de:

7.4 kW

Si permanece funcionando durante dos horas:

7.4 kW × 2 h = 14.8 kWh

Esto significa que durante ese periodo puede representar un consumo energético importante.

Ahora imaginemos que, además, la vivienda tiene funcionando un aire acondicionado, una bomba y otros electrodomésticos: la demanda total puede aumentar considerablemente.

Por eso, antes de integrar un cargador es importante analizar la capacidad disponible de la instalación eléctrica.

¿Qué sucede si se va la luz mientras el vehículo está cargándose?

Esta situación depende completamente de la arquitectura del sistema.

En una instalación convencional conectada únicamente a la red eléctrica, si la red deja de estar disponible, el cargador dejará de recibir energía; si existe un sistema de respaldo correctamente diseñado, podría existir una fuente alternativa.

Por ejemplo:

Red eléctrica + batería/inversor

En ese escenario, un sistema de transferencia puede permitir que determinadas cargas pasen de la fuente principal a la fuente de respaldo.

Sin embargo, esto no significa que cualquier batería pueda alimentar automáticamente cualquier cargador, pues la capacidad del sistema debe analizarse previamente.

¿Se puede respaldar un cargador con baterías?

Sí, técnicamente es posible diseñar sistemas de almacenamiento capaces de alimentar un cargador, pero la viabilidad depende de la potencia requerida y de la capacidad disponible.

Supongamos que tenemos:

Cargador: 7.4 kW

y queremos utilizarlo durante:

2 horas

La energía necesaria sería aproximadamente:

7.4 kW × 2 h = 14.8 kWh

En la práctica, el sistema de almacenamiento tendría que considerar una capacidad nominal superior debido a factores como:

• Eficiencia del inversor
• Eficiencia de carga y descarga
• Profundidad de descarga
• Pérdidas del sistema
• Condiciones de operación
• Otras cargas conectadas

Es por esto que el cálculo de una batería no debe hacerse únicamente multiplicando la potencia del cargador por las horas de uso.

¿Y si tengo paneles solares?

Aquí la combinación se vuelve todavía más interesante; ya que un sistema puede integrar:

Paneles solares + batería + cargador de vehículo eléctrico + ATS

Durante el día, los paneles pueden generar energía y una parte puede utilizarse directamente en la vivienda mientras que la otra puede destinarse a la carga del vehículo.

Cuando existe almacenamiento, parte de la energía también puede guardarse para utilizarse posteriormente; una arquitectura conceptual podría ser:

Paneles solares → inversor → cargas

**  Batería **

Red eléctrica → ATS → cargas seleccionadas

La configuración real dependerá de los equipos utilizados y de la estrategia de operación.

¿El ATS hace que el cargador utilice energía solar?

La respuesta corta es no; esta es una diferencia muy importante.

El ATS no controla por sí mismo el origen de la energía solar ni convierte la energía de los paneles, su función principal es realizar la transferencia entre fuentes de alimentación.

La gestión de la energía solar puede depender del inversor, sistema de gestión energética, medidores y demás componentes de la instalación.

Por eso:

Paneles solares → generan energía

Batería → almacena energía

Inversor → convierte y gestiona la energía eléctrica según su arquitectura

ATS → realiza la transferencia entre fuentes

Cada componente cumple una función diferente.

¿Puede el ATS priorizar el cargador?

Esto dependerá de la configuración y del sistema de control; en una instalación diseñada para administrar diferentes cargas, puede establecerse una estrategia de prioridades.

Por ejemplo:

Prioridad 1

Cargas esenciales:

• Refrigerador
• Iluminación
• Comunicaciones
• Sistemas de seguridad

Prioridad 2

Cargas de uso importante:

• Computadora
• Algunos contactos
• Bomba

Prioridad 3

Cargas de mayor demanda:

• Cargador de vehículo eléctrico
• Aire acondicionado
• Calentador eléctrico

Esto no significa que el vehículo necesariamente tenga que ser la última prioridad,la estrategia dependerá de las necesidades del usuario y de la capacidad disponible.

¿Qué pasa si el cargador consume más potencia de la que puede entregar el respaldo?

Este es uno de los puntos más importantes.

Supongamos que un sistema de respaldo puede entregar:

5 kW

pero el cargador necesita:

7.4 kW

Si el cargador intenta operar a su potencia máxima, la demanda podría superar la capacidad disponible; esto puede provocar que el sistema de respaldo opere fuera de sus condiciones recomendadas o que las protecciones actúen.

Por eso, antes de conectar un cargador a una fuente de respaldo es indispensable comprobar:

• Potencia disponible
• Corriente máxima
• Capacidad del inversor
• Capacidad de la batería
• Capacidad del ATS
• Características del cargador
• Otras cargas conectadas

¿Y si reduzco la potencia de carga?

En algunos sistemas puede ser posible utilizar una potencia de carga menor.

Por ejemplo:

7.4 kW → 5 kW → 3.6 kW

Reducir la potencia de carga puede disminuir la demanda instantánea del sistema, esto puede ser especialmente útil cuando existe una fuente de respaldo limitada; sin embargo, la posibilidad de ajustar la potencia depende del vehículo, cargador y sistema de control.

¿Un ATS es necesario en todos los cargadores?

No; un ATS no es un componente obligatorio para todos los sistemas de carga de vehículos eléctricos.

Su necesidad depende de la arquitectura eléctrica del proyecto; puede ser relevante cuando se requiere realizar una transferencia automática entre fuentes, pero algunos sistemas pueden contar con otras soluciones de transferencia o gestión energética.

Por eso, no se debe seleccionar un ATS únicamente porque existe un cargador, primero debe definirse:

¿Qué fuentes tenemos?

¿Qué cargas queremos respaldar?

¿Qué potencia necesitamos?

¿Qué debe ocurrir cuando falla la red?

A partir de ahí puede determinarse si un ATS forma parte de la solución adecuada.

¿Qué características del ATS deben revisarse?

Si el proyecto requiere un ATS, es importante revisar las características eléctricas del equipo; entre ellas:

Corriente nominal

Debe ser adecuada para la corriente que circulará por el circuito.

Por ejemplo, un ATS de 63 A y uno de 125 A no son equivalentes simplemente por tratarse ambos de dispositivos de transferencia.

Número de polos

Debe ser compatible con la configuración eléctrica del sistema.

Tensión nominal

Debe corresponder con la tensión del circuito donde será instalado.

Tipo de fuente

Es necesario conocer cuáles serán las dos fuentes entre las que se realizará la transferencia.

Tiempo de transferencia

Dependiendo de la aplicación, el tiempo de transferencia puede ser un parámetro importante.

Capacidad de operación

Debe verificarse que el equipo sea adecuado para el tipo de carga y las condiciones de instalación.

El futuro de la movilidad también requiere gestión energética

La llegada de los vehículos eléctricos no solamente representa un cambio en el tipo de automóvil que utilizamos; también representa una nueva demanda eléctrica.

Una vivienda que anteriormente consumía cierta cantidad de energía puede incorporar un vehículo eléctrico y aumentar considerablemente su consumo.

Lo mismo ocurre en empresas y estacionamientos que incorporan múltiples puntos de carga.

Por ello, tecnologías como los sistemas fotovoltaicos, baterías, cargadores inteligentes, sistemas de gestión energética y ATS pueden desempeñar diferentes funciones dentro de una infraestructura eléctrica cada vez más electrificada.

Conclusiones

Los cargadores para vehículos eléctricos pueden integrarse con sistemas fotovoltaicos, baterías y diferentes soluciones de gestión energética.

En determinadas instalaciones donde existen múltiples fuentes de alimentación y se requiere una transferencia automática, un ATS puede formar parte de la solución, permitiendo gestionar la conexión de determinadas cargas entre una fuente principal y una fuente de respaldo.

Sin embargo, la selección de un ATS no debe realizarse únicamente con base en la potencia del cargador; es necesario analizar la tensión, corriente, número de polos, potencia disponible, fuente de respaldo, cargas adicionales y estrategia de operación.

A medida que la movilidad eléctrica continúa creciendo, contar con una infraestructura eléctrica correctamente diseñada será fundamental para aprovechar sus beneficios y mantener una operación segura y eficiente.

En Solarpec contamos con soluciones de ATS, sistemas fotovoltaicos, almacenamiento y equipos para infraestructura eléctrica, que pueden integrarse de acuerdo con las necesidades de cada proyecto.