Analysis of the Spanish EV charging infrastructure. Design of a smart charging model and its integration with solar PV generation in a residential environment

Abstract

En este proyecto se lleva a cabo un análisis exhaustivo de la infraestructura de recarga del vehículo eléctrico española, así como un análisis de la electromovilidad y del marco regulatorio que la envuelve. Se concluye que la infraestructura es escasa, lo cual implica que penetración del vehículo eléctrico sea escasa, y se retroalimenta la espiral. Comparado con otros países europeos, España es el tercero por la cola según el índice global de electromovilidad creado por ANFAC. También se diseñan varios modelos de recarga inteligente que persiguen objetivos distintos y se analiza la sensibilidad de los resultados en función del coste de recarga y de la variabilidad de la demanda a la red. Se considera la generación de energía solar. El modelo se emplea en una comunidad de vecinos en El Puerto de Santa María (España) con 20 coches eléctricos, como forma de promover el uso de vehículos eléctrico en el sur de España y dada la importante disponibilidad de generación de energía solar que hay. Los resultados muestran que existe una compensación entre coste y variabilidad de la carga. La cuestión es decidir cuánto peso se la da a cada uno. Por un pequeño aumento del coste se consigue reducir mucho la variabilidad. Se consiguieron todos los objetivos propuestos y la gran limitación del modelo es que los tiempos de llegada y salida de los coches se estimaron con un modelo de alta precisión, pero que nunca llegará a ser exactamente como la realidad.

In this project an in-depth analysis of the Spanish charging infrastructure, Spanish electromobility and the regulatory framework involved is carried out. It is concluded that the charging infrastructure is scarce, which leads to a low penetration of the electric vehicle, and that feeds back the spiral. Spain is the third worst performing country in Europe, according to the global electromobility index created by ANFAC. Various smart charging models that pursue different objectives were designed and a sensitivity analysis is carried out. Solar generation is also considered. The model is proved in a residential environment in El Puerto de Santa María (Spain) with solar energy generation installed and 20 electric vehicles, as a way to promote electric vehicle use in southern Spain and benefiting from the important availability of solar resource. The results show that there exists a relevant trade-off between charging costs and variability of the load demanded to the grid. The question here is how much importance to give to each of them. By slightly increasing the charging costs, a huge reduction in variability is obtained. The smart charging model accomplishes all expected goals and has its biggest limitation on the arrival and departure times – which were modelled – and therefore will never be exact.