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A medida que el mundo avanza hacia los vehículos eléctricos (VE), la demanda de infraestructura de carga de VE eficiente, segura y confiable ha crecido exponencialmente. Un elemento crucial de esta infraestructura es la sistema de conductos eléctricos, que protege los cables que llevan la energía a las estaciones de carga. Las estaciones de carga de vehículos eléctricos, especialmente las que manejan demandas de alto voltaje y alta corriente, requieren sistemas de conductos capaces de soportar entornos hostiles, prevenir riesgos eléctricos y mantener la eficiencia operativa. Este artículo explora los tipos de conductos utilizados en las estaciones de carga de vehículos eléctricos, los requisitos específicos para estos sistemas y las mejores prácticas para la instalación.
¿Qué son las estaciones de carga de vehículos eléctricos?
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos son lugares donde los vehículos eléctricos pueden recargar sus baterías extrayendo energía de la red. Estas estaciones son un componente vital de la infraestructura de vehículos eléctricos y se presentan en varios niveles, según la velocidad y la capacidad de potencia que ofrecen. Comprender estos niveles ayuda a ilustrar por qué la selección e instalación de conductos adecuados son fundamentales.
3 tipos de cargadores para vehículos eléctricos
Cargador de nivel 1
- Voltaje/Potencia: 120 voltios CA (común en enchufes domésticos).
- Velocidad de carga: Añade entre 3 y 5 millas de alcance por hora.
- Mejor para: Uso residencial o carga nocturna.
Cargador de nivel 2
- Voltaje/Potencia: 240 voltios CA.
- Velocidad de carga: Añade entre 10 y 60 millas de alcance por hora.
- Mejor para: Hogares, empresas y estaciones públicas que necesitan una carga más rápida.
Cargador de nivel 3 (cargador rápido de CC)
- Voltaje/Potencia: 480 voltios CC o superior.
- Velocidad de carga: Puede cargar la batería 80% de un vehículo en 30 minutos.
- Mejor para: Estaciones públicas en ubicaciones comerciales o de carreteras donde la carga rápida es esencial.
Cada nivel de carga tiene diferentes requisitos de voltaje y corriente, por lo que es vital utilizar sistemas de conductos eléctricos adecuados para un suministro de energía seguro y eficiente.
4 tipos de conductos eléctricos para estaciones de carga de vehículos eléctricos
Los conductos eléctricos sirven como vías de protección para los cables que transfieren energía desde la red eléctrica hasta la estación de carga de vehículos eléctricos. Se pueden utilizar varios tipos de conductos, cada uno con aplicaciones específicas según los entornos de instalación, los niveles de voltaje y las consideraciones de seguridad. Los tipos de conductos más comunes que se utilizan en las estaciones de carga de vehículos eléctricos incluyen:
Conducto metálico rígido (RMC)
Ideal para: Instalaciones exteriores y subterráneas donde se requiere alta durabilidad.
Beneficios: Ofrece una protección superior contra daños físicos y corrosión, y puede servir como ruta de conexión a tierra.
Aplicación: RMC es ideal para instalaciones de alto voltaje (como cargadores de nivel 3), ya que puede soportar tensiones ambientales significativas.
Conducto metálico intermedio (IMC)
Ideal para: entornos exteriores y comerciales.
Beneficios: Más ligero que el RMC pero aún así ofrece excelente durabilidad y resistencia.
Aplicación: Se utiliza a menudo en estaciones de carga de vehículos eléctricos comerciales donde el conducto está expuesto tanto a impactos físicos como a factores ambientales.
Tubos Metálicos Eléctricos (EMT)
Ideal para: Instalaciones interiores o entornos con riesgos mínimos de daños físicos.
Beneficios: Ligero y fácil de instalar, lo que lo hace rentable.
Aplicación: EMT se utiliza comúnmente en estacionamientos o estaciones de carga de vehículos eléctricos en interiores donde la protección física elevada es una preocupación menor.
Conducto de PVC (Cédula 40 y 80)
Ideal para: Instalaciones exteriores y subterráneas con menor riesgo de daños físicos.
Beneficios: Resistente a la humedad y a los rayos UV, lo que lo hace excelente para aplicaciones en exteriores, especialmente en ambientes húmedos o corrosivos.
Solicitud: Conducto Schedule 80 y programar 40 conducto Se prefieren para instalaciones subterráneas debido a sus paredes más gruesas y mayor resistencia al impacto.
4 tipos de conductos eléctricos para estaciones de carga de vehículos eléctricos (ventajas y desventajas)
Tipos de conductos | Fortalezas | Debilidades | Mejor uso |
CMR | Excelente durabilidad, resistente al fuego, proporciona conexión a tierra | Caro, pesado, Difícil de instalar | Estaciones comerciales de alto voltaje |
CMI | Más ligero y fácil de instalar que el RMC, Durable, resistente a la corrosión. | Más pesado que EMT, Más caro que EMT y PVC | Entornos exteriores y comerciales |
Técnico en emergencias médicas | Ligero, asequible, Fácil de instalar | Menos duradero, no apto para exteriores ni lugares húmedos. | Instalaciones interiores |
CLORURO DE POLIVINILO | Resistente a la corrosión, resistente a la humedad, asequible. | Vulnerable a daños físicos | Instalaciones residenciales o subterráneas |
Consideraciones sobre los conductos en las estaciones de carga de vehículos eléctricos
Teniendo en cuenta los altos voltajes y requisitos de corriente de las estaciones de carga de vehículos eléctricos, es esencial seleccionar el conducto adecuado. Se deben tener en cuenta varios factores a la hora de elegir el conducto para estas instalaciones:
1. Capacidad de alto voltaje y corriente
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos, en particular las que se encargan de la carga de nivel 2 o nivel 3, funcionan con voltajes y corrientes más altos que las instalaciones domésticas típicas. Los conductos utilizados deben poder soportar de forma segura estas cargas eléctricas sin sobrecalentarse ni degradarse con el tiempo.
2. Disipación de calor y seguridad contra incendios
Una corriente más alta genera más calor, especialmente en cargadores de nivel 2 y nivel 3. La disipación adecuada del calor es vital para evitar el sobrecalentamiento y posibles incendios. Los conductos metálicos como RMC e IMC son los preferidos por sus propiedades de conducción del calor. Los conductos resistentes al fuego mejoran aún más la seguridad de los sistemas de carga de vehículos eléctricos, especialmente en áreas confinadas o de mucho tráfico.
3. Durabilidad ambiental
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos en exteriores están expuestas a una amplia gama de condiciones ambientales, como radiación ultravioleta, humedad, temperaturas extremas y daños físicos. Los conductos de PVC, en particular los que tienen clasificación de resistencia a los rayos ultravioleta, se utilizan comúnmente para aplicaciones en exteriores. Sin embargo, en áreas de mucho tráfico o lugares sujetos a posibles impactos, el RMC o el IMC suelen ser la mejor opción debido a su mayor durabilidad.
4. Adecuación para lugares subterráneos y húmedos
Muchas instalaciones de carga de vehículos eléctricos requieren que los conductos se coloquen bajo tierra. En estos casos, el conducto debe poder soportar la presión del suelo, la humedad y la exposición a sustancias químicas. El PVC Schedule 80 y el RMC se utilizan comúnmente para instalaciones subterráneas debido a su resistencia y resistencia a la humedad.
5. Flexibilidad y accesibilidad
Para instalaciones donde se requiere flexibilidad, como espacios reducidos o áreas con mucho movimiento (por ejemplo, cerca del equipo de carga), el LFNC suele ser la opción preferida. Ofrece flexibilidad y, al mismo tiempo, mantiene la protección contra la humedad y la corrosión.
Estaciones de carga de vehículos eléctricos residenciales y comerciales: diferentes necesidades de conductos
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos se pueden instalar tanto en entornos residenciales como comerciales, pero los requisitos de conductos para cada uno difieren significativamente.
Estaciones de carga residenciales
La mayoría de las estaciones de carga residenciales están diseñadas para cargadores de nivel 1 o nivel 2, que tienen demandas de voltaje y corriente más bajas. Como resultado, los requisitos de los conductos son menos estrictos que para las instalaciones comerciales. Los conductos de PVC se utilizan comúnmente en instalaciones residenciales debido a su asequibilidad, resistencia a la humedad y facilidad de instalación. Para instalaciones subterráneas, se recomienda el PVC Schedule 80 para brindar protección adicional contra daños físicos.
En la mayoría de las aplicaciones residenciales, los tramos de conductos son relativamente cortos y no es necesario que sean tan robustos como los que se utilizan en instalaciones comerciales. Sin embargo, sigue siendo esencial utilizar conductos de PVC con protección UV si la instalación está expuesta a la luz solar.
Estaciones de carga comerciales
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos comerciales, en particular las que cuentan con cargadores de nivel 3, requieren sistemas de conductos más robustos para manejar las mayores demandas de energía. Los conductos RMC o IMC se utilizan normalmente para instalaciones comerciales debido a su mayor durabilidad, resistencia al fuego y capacidad de protección contra daños físicos. Estos conductos también son adecuados para instalaciones al aire libre, donde pueden estar expuestos a las condiciones climáticas y al tráfico intenso.
En las instalaciones comerciales, a menudo se instalan varias unidades de carga, lo que requiere una red de conductos compleja que debe planificarse e instalarse cuidadosamente para garantizar la seguridad y la eficiencia. Las instalaciones comerciales también requieren conexión a tierra y pueden necesitar acoplamientos de expansión para tener en cuenta los cambios de temperatura que hacen que el conducto se expanda o contraiga.
Soluciones de conductos para instalaciones de cargadores rápidos de CC y nivel 2
1. Estaciones de carga de nivel 2: requisitos y consideraciones sobre los conductos
Los cargadores de nivel 2 funcionan a 240 V y, por lo general, requieren circuitos de 30 a 40 A, lo que los convierte en una opción popular para instalaciones en el hogar y en el lugar de trabajo. Las soluciones de conductos para estaciones de nivel 2 son relativamente sencillas, pero deben tener en cuenta los factores de reducción de potencia si varios cables comparten un conducto.
Material del conducto: Los conductos de PVC suelen ser adecuados para instalaciones de nivel 2, especialmente en entornos residenciales donde la resistencia a la corrosión y la facilidad de instalación son fundamentales. En entornos comerciales, se pueden preferir los conductos EMT o RMC para lograr una mayor durabilidad.
Hoja de datos de requisitos de estaciones de carga de nivel 2
Especificaciones del cargador de nivel 2 | Amperaje típico del circuito | Conducto recomendado |
240 V, 40 A | 40A | PVC de 1 pulgada (Cédula 40) |
240 V, 60 A | 60A | 1 ½ pulgada EMT |
2. Estaciones de carga rápida de CC: carga de alta velocidad con mayores demandas de conductos
Los cargadores rápidos de CC funcionan con voltajes y corrientes mucho más altos (normalmente, entre 400 y 800 V y entre 100 y 400 A), lo que requiere conductos de mayor tamaño y una protección robusta. Estas estaciones suelen instalarse en áreas comerciales o públicas donde se requieren materiales de alta resistencia como RMC o PVC de cédula 80 para soportar cargas eléctricas más altas y brindar protección contra daños físicos.
Tamaño del conducto: Debido al aumento de corriente, las instalaciones de cargadores rápidos a menudo requieren tamaños de conductos grandes (por ejemplo, de 2 pulgadas o más grandes), en particular cuando se pasan varios cables por el mismo conducto.
Disipación de calor: Los conductos más grandes ayudan a disipar el calor, lo que reduce el riesgo de sobrecalentamiento de los conductores. Los factores de reducción de potencia del NEC se vuelven especialmente importantes en las instalaciones de cargadores rápidos, donde hay varios conductores grandes en un solo conducto.
Hoja de datos de demanda de conductos para estaciones de carga rápida de CC
Especificaciones del cargador rápido de CC | Amperaje típico del circuito | Conducto recomendado |
480 V, 100 A | 100A | RMC de 2 pulgadas |
800 V, 200 A | 200A | PVC Schedule 80 de 2 ½ pulgadas |
3. Preparación para el futuro con cargadores de vehículos eléctricos de mayor potencia
A medida que avance la tecnología de los vehículos eléctricos, las estaciones de carga deberán admitir voltajes y corrientes más altos. La instalación de conductos más grandes durante la construcción inicial puede ahorrar costos y garantizar instalaciones a futuro para cargadores ultrarrápidos (de más de 350 kW), que requerirán cables y conductos de mayor tamaño.
¿Cómo funcionan las estaciones de carga de vehículos eléctricos?
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos funcionan transfiriendo electricidad de la red a la batería de un vehículo eléctrico a través de un conector de carga. El proceso es similar al de repostar un vehículo de gasolina, pero en lugar de llenarlo con combustible líquido, el coche se carga con energía eléctrica. A continuación, se ofrece una descripción general de cómo funcionan estas estaciones:
1. Conexión a la fuente de alimentación:
La estación de carga está conectada a una red eléctrica local o a una fuente de energía renovable, como paneles solares. Estas estaciones tienen un puerto de carga donde los conductores enchufan sus vehículos. Según el tipo de cargador (nivel 1, nivel 2 o cargadores rápidos de CC), la estación extrae electricidad a diferentes velocidades de la red eléctrica para cargar el vehículo.
2. Conversión de potencia:
La mayoría de las redes eléctricas proporcionan corriente alterna (CA). En el caso de los cargadores de nivel 1 y nivel 2, el cargador integrado del vehículo convierte esta CA en corriente continua (CC), que carga la batería. Sin embargo, los cargadores rápidos de CC (nivel 3) omiten el cargador integrado, ya que convierten la CA en CC directamente en la estación de carga y suministran energía de CC a la batería para una carga más rápida.
3. Comunicación entre el vehículo y el cargador:
La estación de carga se comunica con el vehículo eléctrico para garantizar un proceso de carga seguro y óptimo. El sistema intercambia información sobre la carga actual de la batería del vehículo y ajusta el flujo de energía en consecuencia. Los protocolos de seguridad, como el apagado automático cuando la batería está llena, protegen el automóvil y su batería contra sobrecargas o mal funcionamiento.
4. El proceso de carga:
Una vez conectada, la estación comienza a cargar la batería. El tiempo que tarda depende del tipo de cargador: los cargadores de nivel 1 pueden tardar entre 8 y 12 horas, los de nivel 2, entre 3 y 8 horas, y los cargadores rápidos de CC pueden proporcionar una carga 80% en unos 30 a 60 minutos. La estación monitorea continuamente la carga, ajustando el flujo de electricidad para optimizar la salud de la batería y evitar el sobrecalentamiento.
5. Gestión de la energía:
Algunas estaciones de carga de vehículos eléctricos están equipadas con sistemas de gestión de energía que permiten distribuir la electricidad durante los momentos de máxima demanda o equilibrar el consumo de energía entre varias unidades de carga. Esto es especialmente relevante en estaciones de carga comerciales o públicas, donde varios vehículos se cargan simultáneamente.
6. Función del conducto eléctrico en el sistema:
Los conductos eléctricos desempeñan un papel fundamental a la hora de alojar y proteger de forma segura los cables de alta tensión que conectan la estación de carga a la red. Los conductos, como los de PVC o RMC, protegen el cableado de factores ambientales como la humedad, la radiación ultravioleta y los daños físicos. Estos tubos protectores garantizan la funcionalidad y la seguridad a largo plazo de la infraestructura eléctrica, lo que los convierte en una parte vital de todo el sistema de carga.
Cómo instalar conductos para estaciones de carga de vehículos eléctricos
La instalación de conductos para estaciones de carga de vehículos eléctricos requiere una planificación cuidadosa y atención a los detalles para garantizar que el sistema funcione de manera segura y eficiente. A continuación, se incluye una guía paso a paso del proceso de instalación de conductos:
Consejos: Puede obtener más información sobre el Guía de instalación de conductos eléctricos en construcción en nuestro último post.
1. Planifique el diseño
Antes de comenzar la instalación, es fundamental planificar el trazado de los conductos. Identifique la ubicación de la fuente de alimentación y de la unidad de carga, y trace la ruta más corta y directa para el conducto. Evite las curvas cerradas y minimice la longitud del conducto para reducir el riesgo de caída de tensión y sobrecalentamiento.
2. Seleccione el conducto adecuado
Según el entorno de instalación y los requisitos de energía, elija el tipo de conducto adecuado. Para instalaciones exteriores o subterráneas, el PVC o RMC suele ser la mejor opción, mientras que el EMT es adecuado para instalaciones interiores. Asegúrese de que todos los conductos cumplan con las normas de seguridad pertinentes, como las clasificaciones UL de resistencia al fuego.
3. Instalar el conducto
Comience a instalar el conducto desde la fuente de alimentación, asegurándolo a intervalos regulares de acuerdo con los códigos eléctricos locales. Para instalaciones al aire libre, utilice acoplamientos de expansión para permitir la expansión y contracción térmica. Si el conducto se va a instalar bajo tierra, asegúrese de que esté enterrado a la profundidad adecuada (normalmente, entre 18 y 24 pulgadas para instalaciones residenciales).
4. Tire de los cables
Una vez instalado el conducto, pase los cables eléctricos por él con una cinta pasacables. Asegúrese de utilizar cables que sean adecuados para el voltaje y la corriente de la estación de carga de vehículos eléctricos. Evite llenar demasiado el conducto para evitar el sobrecalentamiento.
5. Pruebe la instalación
Una vez que los cables estén en su lugar, pruebe la instalación para asegurarse de que no haya fallas en el sistema. Verifique la continuidad, la conexión a tierra y la resistencia del aislamiento para asegurarse de que el sistema sea seguro y funcione correctamente.
6. Asegure la unidad de carga
Una vez instalados y probados el conducto y el cableado, monte la unidad de carga según las especificaciones del fabricante. Asegúrese de que el conducto esté bien fijado a la unidad y de que todas las conexiones estén bien ajustadas y selladas.
Prácticas recomendadas para la instalación de conductos en estaciones de carga de vehículos eléctricos
La instalación de conductos eléctricos en estaciones de carga de vehículos eléctricos requiere una planificación y una ejecución cuidadosas. A continuación, se indican algunas prácticas recomendadas para garantizar instalaciones de conductos seguras y eficientes:
1. Siga los códigos eléctricos
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos deben Cumplir con los códigos eléctricos locales y nacionales., como el Código Eléctrico Nacional (NEC). Estos códigos dictan los tipos de conductos que se pueden utilizar, los procedimientos de instalación correctos y las capacidades de carga eléctrica para un funcionamiento seguro.
Consejos: Puede obtener más información sobre Estándares globales para estaciones de carga de vehículos eléctricos de nuestro último post.
2. Minimizar las curvas y mantener los recorridos cortos
Las curvas excesivas o los conductos largos dificultan el paso de cables, lo que aumenta el riesgo de dañarlos. Las pautas del NEC recomiendan no tener más de cuatro curvas de 90 grados en un solo conducto. Los conductos más largos requieren cajas de paso adicionales para evitar que los cables se estresen.
3. Utilice accesorios y acoplamientos de expansión adecuados
En instalaciones exteriores o subterráneas, los accesorios estancos y los acoplamientos de expansión son esenciales. Los acoplamientos de expansión son necesarios para instalaciones en las que el conducto experimentará expansión y contracción térmica, lo que evita que el conducto se rompa o se separe con el tiempo.
4. Conexión a tierra adecuada
En el caso de los sistemas de conductos metálicos, el propio conducto puede actuar como una vía de conexión a tierra, lo que añade una capa adicional de protección en caso de fallos eléctricos. La correcta conexión a tierra del sistema de conductos es fundamental para la seguridad general, en particular en instalaciones de alta tensión.
5. Protección contra daños físicos
En áreas de mucho tráfico o lugares con equipos pesados, la instalación de conductos en espacios protegidos u ocultos puede evitar daños físicos. Los conductos metálicos rígidos (RMC) ofrecen una protección superior contra impactos físicos y se deben utilizar en dichos entornos.
Conclusión
El sistema de conductos eléctricos es un componente fundamental de cualquier estación de carga de vehículos eléctricos, ya que proporciona protección a los cables de alto voltaje que alimentan las unidades de carga. Seleccionar los materiales de conducto adecuados y garantizar las técnicas de instalación adecuadas son esenciales para mantener la seguridad, la eficiencia y la longevidad del sistema. Ya sea que esté instalando un cargador residencial de nivel 1 o un cargador rápido de CC comercial, comprender la función del conducto en las estaciones de carga de vehículos eléctricos le ayudará a garantizar una instalación exitosa y segura.
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