Ya en 2011, el presidente Obama estableció el ambicioso objetivo de tener un millón de vehículos eléctricos en las carreteras de Estados Unidos en 2015. No está claro que los fabricantes de automóviles vayan a llegar a ese objetivo. Pero la posibilidad de la adopción generalizada de vehículos eléctricos plantea un problema interesante.
Es fácil imaginar un aumento del número de coches eléctricos, pero es mucho más difícil que la capacidad de generación de electricidad aumente al mismo ritmo y al mismo tiempo. Con el tiempo, dicha capacidad se ajustará a esta demanda adicional. Pero mientras tanto, ¿cómo pueden cargarse todos estos coches?
Yingjie Zhou y varios colegas de la Universidad de Sichuan en China acaban de de mostrar que es posible resolver el problema usando el mismo tipo de algoritmos que controlan los recursos en las redes de comunicaciones. Pero también aseguran que, por su parte, los propietarios de automóviles tendrán que proporcionar información precisa acerca de sus hábitos de conducción. ¿Es eso mucho pedir?
El problema básico es que la mayoría de los vehículos eléctricos tienen que ser recargados durante la noche para que estén listos cuando los propietarios los necesitan a la mañana siguiente. Cualquier red electrica tiene una cierta cantidad de exceso de capacidad que puede dedicar a este problema. Pero si el número de coches es elevado, no se pueden cargar todos.
Así que la idea que Yingjie y su equipo están explorando es encontrar una forma justa de cargar la mayor cantidad posible con una interrupción mínima.
Uno de los enfoques en cargar primero los coches que se conecten primero a la red.
Otro, es un método circular colaborativo en el que todos los vehículos que necesitan carga van recibiendo, por ejemplo, cinco minutos de forma cíclica. Esto asegura que todos los vehículos reciben la misma cantidad de carga.
Pero los investigadores han utilizado datos reales de energía y de desplazamientos para simular estos sistemas de carga y señalan que ninguno funciona bien. "Incluso cuando la red eléctrica tiene tres veces más exceso de potencia de la que los vehículos necesitan, algunos coches sufren un retraso de más de 100 minutos con respecto a su hora de salida requerida", afirman.
Eso es un problema significativo. Imagínese que sale de su casa para ir a trabajar mañana, pero el coche no tiene carga suficiente para 90 minutos de viaje.
Aunque no todo está perdido. Yingjie y sus colegas afirman haber encontrado un método mejor que requiere que los usuarios suministren cierta cantidad de información acerca de su coche y sus planes. En concreto, Yingjie y su equipo han simulado un sistema que mide los niveles de energía en las baterías de los vehículos y también utiliza la hora de salida prevista y las distancias que tienen que cubrir los propietarios de automóviles para averiguar la mejor forma de cargarlos todos.
Esta información mejora considerablemente la eficiencia del sistema de carga. Permite al equipo diseñar un algoritmo que proporciona la carga suficiente para un viaje determinado y reduce al mínimo los retrasos experimentados por otros usuarios.
"El esquema propuesto requiere sólo un 5% más de la electricidad exigida para garantizar que todos los vehículos salgan con retraso en unos pocos minutos", señala Yingjie.
Eso sin duda supone una mejora.
Pero hay un problema potencial. No está del todo claro que los usuarios vayan a decir la verdad acerca de sus necesidades, y tal vez indiquen que van a salir antes de lo previsto y que tienen un viaje más largo, para asegurar una carga completa. De hecho, es difícil imaginar que la gente no intentara engañar a un sistema de este tipo.
Y ahí radica un problema fundamental para la humanidad: cómo distribuir un recurso limitado de forma justa.
Por supuesto, los matemáticos pueden explorar miles de esquemas distintos, usando incentivos y sanciones para diversos tipos de comportamiento.
Pero la cuestión de base es que, por muy deseable que sea la adopción generalizada de vehículos eléctricos, es probable que produzca una incomodidad considerable para algunos usuarios hasta que problemas como éste puedan ser resueltos de antemano.
Ref: arxiv.org/abs/1402.2489: Distributing Power to Electric Vehicles on a Smart Grid