Propuesta De Ubicación De La Infraestructura De Recarga Rápida
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Propuesta de ubicaci´onde la infraestructura de recarga r´apidapara veh´ıculosel´ectricosen Costa Rica Universidad de Costa Rica Escuela de Ingenier´ıaEl´ectrica Electric Power and Energy Research Laboratory Autores: Ing. Jairo Quir´osTort´os,PhD. Ing. Luis Fernando Victor Gallardo Ing. Juan Mart´ınez Barboza Ing. Ricardo Bejarano Villachica Ing. Luis Ruiz Aguilar Ing. Jam Angulo Paniagua Sr. Daniel Fuentes Soto Setiembre del 2018 ´Indice Acr´onimosy siglas I 1. Introducci´on 1 1.1. Criterios para ubicar centros de recarga r´apida....................3 1.2. Ubicaciones generales sugeridas durante el taller...................4 2. Metodolog´ıade ubicaci´onde estaciones de recarga en Costa Rica8 2.1. Ubicaci´onde los puntos de recarga en la GAM....................9 2.2. Ubicaci´onde los puntos de recarga fuera de la GAM................. 16 3. Verificaci´onde distancias y an´alisisde resultados 24 3.1. Rutas de la GAM a Paso Canoas........................... 24 3.2. Rutas a Sixaola..................................... 27 3.3. Rutas a Guanacaste................................... 30 3.4. Rutas hacia norte del pa´ıs............................... 34 4. Recomendaciones finales para Ubicaci´on 38 5. Conclusiones 41 Referencias 42 i Propuesta de ubicaci´onde infraestructura de recarga r´apida EPERLab - UCR ´Indice de figuras 1. Cantidad de personas mayores de 15 a~nosque trabajan fuera del cant´onen que habitan.......................................... 10 2. Cantidad de veh´ıculosfamiliares y personas mayores de 15 a~nosque trabajan fuera de la zona que habitan.................................. 10 3. Zonas de destino, aglomeraciones de trabajo y estudio................ 11 4. Rutas para la zona sur de la GAM........................... 12 5. Rutas para la zona este de la GAM........................... 12 6. Rutas para la zona noreste de la GAM......................... 13 7. Rutas para la zona norte de la GAM.......................... 14 8. Rutas para la zona centro de la GAM......................... 14 9. Rutas para la zona noroestede la GAM......................... 15 10. Rutas para la zona suroeste de la GAM........................ 15 11. Diagrama general del VE................................ 16 12. Perfiles de manejo UDDS y HWFET de EPA..................... 17 13. Consumo de la ruta: Limonal { Barranca { Orotina - San Jos´e............ 20 14. Consumo de la ruta: San Jos´e{ Orotina { Barranca -Limonal............ 20 15. Consumo de la ruta: San Jos´e{ Orotina { Barranca -Limonal............ 21 16. Consumo de la ruta: Limonal { Barranca { Orotina - San Jos´esin Orotina sin Orotina.......................................... 21 17. Consumo de la ruta: San Jos´e{ Orotina { Barranca -Limonal sin Barranca..... 22 18. Consumo de la ruta: Limonal { Barranca { Orotina - San Jos´esin Barranca.... 22 19. Rutas desde San Jos´ehasta ciudad Neily........................ 25 20. C´alculosde la ruta 1 San Jos´e- Paso Canoas escenario 1............... 26 21. C´alculosde la ruta 1 San Jos´e- Paso Canoas escenario 2............... 26 22. C´alculosde la ruta 2 San Jos´e- Paso Canoas escenario 1............... 27 23. Rutas desde San Jos´ehasta Sixaola........................... 28 24. C´alculosde la ruta 1 San Jos´e- Sixaola escenario 1.................. 28 25. C´alculosde la ruta 1 San Jos´e- Sixaola escenario 2.................. 29 26. C´alculosde la ruta 2 San Jos´e- Sixaola escenario 1.................. 29 27. C´alculosde la ruta San Jos´e- Sixaola escenario 2................... 30 28. Rutas desde San Jos´ea los distintos puntos en Guanacaste.............. 31 29. C´alculosde la ruta 1 San Jos´ea Limonal escenario 1................. 32 30. C´alculosde la ruta 1 San Jos´ea Limonal escenario 2................. 32 2018 ii Propuesta de ubicaci´onde infraestructura de recarga r´apida EPERLab - UCR 31. C´alculosde la ruta 2 San Jos´ea Limonal escenario 1................. 33 32. C´alculosde la ruta 2 San Jos´ea Limonal escenario 2................. 33 33. C´alculosde la ruta 1 Limonal a Pe~nasBlancas escenario 1.............. 33 34. C´alculosde la ruta 1 Limonal a Mal Pa´ısescenario 1................. 34 35. C´alculosde la ruta 1 Limonal a Tamarindo escenario 1................ 34 36. C´alculosde la ruta 2 Limonal a Tamarindo escenario 1................ 34 37. C´alculosde la ruta 1 San Jos´ea Los Chiles escenario 1................ 35 38. Rutas San Jos´ehacia el norte del pa´ıs......................... 36 39. C´alculosde la ruta 2 San Jos´ea Los Chiles escenario 1................ 37 40. C´alculosde la ruta 2 San Jos´ea Los Chiles escenario 2................ 37 41. C´alculosde la ruta 3 San Jos´ea Los Chiles escenario 1................ 37 2018 iii Propuesta de ubicaci´onde infraestructura de recarga r´apida EPERLab - UCR ´Indice de tablas 1. Ubicaciones de inter´esmencionados en la mesa 1...................4 2. Ubicaciones de inter´esmencionados en la mesa 2...................5 3. Ubicaciones de inter´esmencionados en la mesa 3...................6 4. Puntos de inter´esde todas las mesas de trabajo....................7 5. Fuerzas involucradas en movimiento lineal del VE................... 16 6. Par´ametros que afectan al VE.............................. 16 7. Consideraciones sobre la eficiencia del sistema electro-mec´anicodel VE....... 18 8. Par´ametros utilizados para modelo de consumo del VE................ 19 9. Error entre rendimiento de fabricante y calculado con modelo............ 19 10. Capacidades nominales de bater´ıasde VEs y precios base de los modelos...... 23 11. Codificaci´onde colores para an´alisisde escenarios de ubicaci´on........... 24 12. Ubicaciones de la GAM - CNFL............................ 38 13. Ubicaciones de la red de recarga m´ınima........................ 39 14. Ubicaciones de la red de recarga media: a~nadira la red m´ınima........... 40 15. Ubicaciones de la red de recarga robusta: a~nadira la red media........... 40 2018 iv Propuesta de ubicaci´onde infraestructura de recarga r´apida EPERLab - UCR Acr´onimosy siglas ARESEP Autoridad Reguladora de los Servicios P´ublicos. ASOMOVE Asociaci´onCostarricense de Movilidad El´ectrica. CMNUCC Convenci´onMarco de Naciones Unidas sobre el Cambio Clim´atico EIE Escuela de Ingenier´ıaEl´ectrica. EPERLab Laboratorio de Investigaci´onen Potencia y Energ´ıa. GEI Gases de Efecto Invernadero. GIZ Cooperaci´onT´ecnicaAlemana para el Desarrollo. MIDEPLAN Ministerio de Planificaci´ony Pol´ıticaEcon´omica MINAE Ministerio de Ambiente y Energ´ıa. MOPT Ministerio de Obras P´ublicasy Transportes. PND Plan Nacional de Desarrollo. PNE Plan Nacional de Energ´ıa. PNTE Plan Nacional de Transporte El´ectrico. SEPSE Secretar´ıade Planificaci´ondel Subsector Energ´ıa. UCR Universidad de Costa Rica. VE Veh´ıculoEl´ectrico 2018 v 1. Introducci´on La ubicaci´onde centros de recarga para VEs debe garantizar el desplazamiento de la tecno- log´ıapor el pa´ıs,evitando que este se quede sin energ´ıaen su bater´ıa.En particular, los centros de recarga r´apidabuscan brindar este servicio al menor tiempo de espera posible. El tema de ubicaci´ongeogr´aficafue un tema discutido en los talleres de infraestructura de recarga el´ectrica organizado por la Secretar´ıade Planificaci´ondel Subsector Energ´ıa(SEPSE) y la Cooperaci´on Alemana para el Desarrollo (GIZ). Algunas conclusiones importantes de los talleres son por ejem- plo, la definici´onen la Ley No 9518 de los 80 km en red vial nacional y 120 km en red cantonal para las distancias m´ınimas entre estaciones de recarga. A su vez, los participantes sugirieron diversos puntos de ubicaci´onde estaciones de recarga r´apida. En el presente reporte se realiza un an´alisisde las ubicaciones de los centros de recarga r´apida considerando las recomendaciones de los participantes. Se considera adem´asque el ICE est´apor adquirir un total de 32 estaciones de recarga r´apidapara ubicar en el territorio nacional. Seg´unlas discusiones realizadas con los participantes, de esas 32, 4 se le entregar´ana la CNFL. Asimismo, el an´alisisconsidera que la CNFL tiene 5 estaciones adicionales. A partir de estos antecedentes, el an´alisisse bas´oen las siguientes indagaciones: ) >Puede un VE llegar a los puntos m´aslejanos del pa´ıs(respecto a la GAM) desde la GAM? ) >Puede un VE devolverse de los mismos puntos (del apartado anterior) hasta la GAM? ) ¿Cu´alesson las posibles ´areasde ubicaci´onseg´unlos criterios t´ecnicos? Tal y como se mencion´o,las ubicaciones iniciales fueron sugeridas por los expertos de las empresas el´ectricasy dem´asparticipantes del taller. Superponiendo las sugerencias se obtiene un conjunto de 46 ubicaciones. La metodolog´ıapara encontrar la cantidad m´ınimade centros de recarga consiste en una eliminaci´onde las ubicaciones que menos benefician la extensi´onde la autonom´ıade un VE. La informaci´ongeogr´aficade la red vial nacional utilizada corresponde a la que el MOPT tiene disponible en l´ınea.Por otro lado, mediante los motores geogr´aficosGoogle Earth, Open Street Maps y Quantum GIS (QGIS), se realiza: i) una revisi´onde las distancias entre estaciones y ii) se extrae informaci´onde la topograf´ıa(elevaciones y asensos) para efectuar un an´alisisde autonom´ıaposteriormente. El an´alisispuede sintetizarse en los siguientes pasos: 1 Propuesta de ubicaci´onde infraestructura de recarga r´apida EPERLab - UCR 1 Cargar la red vial nacional en el software de manejo de informaci´ongeogr´aficaQGIS. 2 Utilizar los archivos de la red de Media Tensi´on(MT) dados por las empresas el´ectricas. 3 Ubicar los lugares iniciales (Tabla4) en el motor geogr´aficoOpen Street Maps. Descargar los archivos de este motor geogr´afico y cargarlos en QGIS. 4 Transponer las capas de los archivos de los pasos 1 y 2. Marcar en QGIS las coincidencias (´areas)entre la red vial y la red MT, cercanas a las zonas establecidas en el paso 3. 5 Ubicar las coincidencias en el motor geogr´aficoGoogle Earth. Marcar ´areasdel paso 4. 6 Calcular con Google Earth las rutas entre puntos lejanos. 7 Se listan las estaciones de cada ruta y se verifica el cumplimiento de las distancias. 8 Se extrae de Google Earth el perfil de elevaci´onentre una estaci´ony otra. 9 Utilizar modelo de consumo del VE (formalmente detallado en la seccion 2.2) para analizar el efecto de la topograf´ıaen su autonom´ıa.