Como ingeniero eléctrico, suelo decirles a los propietarios que instalar paneles solares y comprar un vehículo eléctrico son solo los dos primeros pasos de un proceso de tres. El tercer paso —y, francamente, el más interesante desde el punto de vista técnico— es reducir la brecha entre la generación y el consumo. Sin un control inteligente, es probable que se esté devolviendo energía solar limpia a la red por muy poco dinero, mientras que se paga un sobreprecio por cargar el coche por la noche. Esta es una pérdida de eficiencia que simplemente no aceptamos.
Automatizar la carga de vehículos eléctricos no se trata solo de comodidad; es un ejercicio fundamental de equilibrio de carga y optimización energética. Al aprovechar hardware potente como el inversor Fronius Primo Gen 24 Plus y orquestarlo a través de Home Assistant, podemos crear un sistema de circuito cerrado que reacciona a la luz solar en tiempo real. En esta guía, te explicaré los principios de ingeniería detrás de la gestión inteligente de la energía, las capacidades específicas del ecosistema Fronius y cómo configurar una lógica que priorice el autoconsumo sobre las importaciones de la red.
El caso de ingeniería para la automatización de la carga inteligente
Antes de empezar a empalmar cables o escribir código YAML, debemos comprender el perfil de carga con el que trabajamos. Un vehículo eléctrico (VE) es probablemente la mayor carga eléctrica de su hogar. Un cargador típico de Nivel 2 consume aproximadamente entre 7 kW y 11 kW. Para ponerlo en perspectiva, esto equivale a tener tres o cuatro equipos de aire acondicionado centrales funcionando simultáneamente.
Si enchufa su vehículo indiscriminadamente, genera picos de demanda masivos. Automatizar la carga de vehículos eléctricos nos permite aplanar esta curva. El objetivo es modular la velocidad de carga (amperaje) dinámicamente en función del exceso de energía solar disponible.
La ecuación del autoconsumo
Desde el punto de vista de la eficiencia, el autoconsumo es la métrica de oro. Cada kilovatio-hora (kWh) que genera y utiliza inmediatamente es un kWh que no tiene que comprar a la compañía eléctrica.
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Generación: Su sistema fotovoltaico produce energía de CC.
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Conversión: El Fronius Primo Gen 24 Plus convierte esto a CA.
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Resta de carga base: Su hogar utiliza una parte para luces, refrigeradores y dispositivos de reserva.
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El excedente: Esta es nuestra variable: «Producción solar - Carga del hogar = Potencia de carga disponible».
Nuestro objetivo de automatización es mantener la exportación de la red lo más cercana posible a cero, vertiendo ese excedente exacto en la batería del vehículo eléctrico.
Hardware destacado: Fronius Primo Gen 24 Plus
En el mundo de los inversores solares, tengo especial predilección por el Fronius Primo Gen 24 Plus. No es solo un inversor; es un sofisticado gestor de energía. Para nuestros fines de automatización, destaca por varias razones:
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API abierta y Modbus TCP: A diferencia de algunos ecosistemas cerrados, Fronius ofrece un excelente acceso a datos locales. Podemos obtener cifras de producción en tiempo real mediante JSON o Modbus sin depender de un servidor en la nube. Esto reduce la latencia, fundamental para ajustar la velocidad de carga a las nubes que pasan.
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Gestión de energía integrada: El Gen 24 Plus cuenta con funciones integradas para controlar cargas externas mediante pines de E/S digitales, aunque la reemplazaremos con Home Assistant para un control más granular.
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Capacidad híbrida: Si también utiliza una batería doméstica estacionaria, este inversor gestiona el acoplamiento de CC. Esto añade complejidad a nuestra lógica de automatización (prioridad: Casa > Batería > Vehículo Eléctrico > Red), que analizaremos más adelante.
Para que esto funcione, es imprescindible tener instalado el Fronius Smart Meter en el punto de inyección. Sin él, el inversor sabe lo que produce, pero desconoce lo que consume la casa, lo que imposibilita la gestión energética inteligente del hogar.
El cerebro: Integración del asistente doméstico
Home Assistant (HA) es el estándar de la industria para la domótica de código abierto. Nos permite superar las limitaciones de las aplicaciones propietarias y crear una lógica personalizada.
Integración de Fronius con Home Assistant
El primer paso suele ser introducir los datos de tu inversor en HA.
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Habilita la API: Inicia sesión en la interfaz web de Fronius y asegúrate de que la API Solar esté habilitada.
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Integración de HA: En Home Assistant, ve a Ajustes > Dispositivos y Servicios > Añadir Integración > Fronius.
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Puntos de Datos: Una vez conectado, verás las entidades
ac_power(lo que estás generando) ypower_flow_channel_p_grid(lo que se transfiere a/desde la red).
Integración del Cargador de VE
Para automatizar la carga, HA también necesita comunicarse con tu wallbox. Tanto si utiliza un cargador compatible con OCPP, un conector de pared Tesla como un cargador Go-eCharger, necesita una integración que admita:
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Encendido/Apagado de la carga
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Ajuste dinámico de la corriente: La capacidad de cambiar el amperaje de 6 A a 32 A mediante comandos de software.
Sin ajuste dinámico de la corriente, no podemos realizar un seguimiento solar real; solo podemos encender el cargador cuando la energía solar es alta, lo cual es una herramienta poco precisa en comparación con el bisturí que queremos usar.
Construyendo la lógica de automatización
Ahora viene la parte divertida: la lógica. Queremos construir una automatización que monitoree continuamente el valor de exportación de la red. Aquí está la lógica de pseudocódigo que uso para reducir el consumo de energía de la red:
El bucle de cálculo
Disparador: Cada 30 segundos (o cuando cambia la potencia de la red).
Condición: ¿Está el coche enchufado? ¿Está la batería por debajo del límite objetivo?
Acción:
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Calcular amperios de reserva: Tomar la potencia de la red (un valor negativo suele indicar exportación).
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Fórmula:
Potencia disponible (W) / Voltaje (230 V) = Amperios disponibles. -
Histéresis (almacenamiento en búfer): No queremos que el cargador se active y desactive con cada nube. Aplicamos un búfer. Por ejemplo, solo aumentamos la velocidad de carga si el excedente es > 2 amperios durante más de 1 minuto.
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Umbral Mínimo: Los estándares de carga J1772 y Tipo 2 suelen requerir un mínimo de 6 A (~1,4 kW) para iniciar la carga. Si su excedente es de solo 500 W, el sistema automatizado debe esperar o extraer una pequeña cantidad de la red/batería para alcanzar el mínimo de 6 A.
Manejo de la Carga Multifásica
Si utiliza una conexión trifásica (común con el Fronius Symo, pero posible con algunas configuraciones que incluyen el Primo), alternar entre carga monofásica y trifásica es fundamental. La monofásica permite un control granular de 1,4 kW a 7,4 kW. La trifásica comienza a partir de ~4,1 kW.
Advertencia: No todos los vehículos eléctricos o cargadores admiten la conmutación dinámica de fase durante la carga. Intentar esto en un hardware no compatible puede dañar el cargador integrado (OBC) del vehículo. Verifique siempre las capacidades del OBC de su vehículo eléctrico antes de automatizar la conmutación de fase.
Optimización para el tiempo de uso (TOU) y la interacción con la batería
Si tienes una batería doméstica conectada a tu Fronius Primo Gen 24 Plus, la lógica se complica. Normalmente, la prioridad predeterminada es cargar primero la batería doméstica. Sin embargo, cargar un vehículo eléctrico requiere mucha potencia.
Escenario: Son las 10:00 a. m. La energía solar está en su punto máximo.
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Lógica estándar: La batería doméstica se carga al máximo. El vehículo eléctrico no recibe energía hasta que la batería doméstica esté llena.
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Lógica optimizada: Si sabes que necesitas el coche a las 2:00 p. m., puedes limitar la carga de la batería doméstica a través de Home Assistant para desviar la energía al vehículo eléctrico inmediatamente.
Arbitraje de condiciones de uso
Automatizar la carga de vehículos eléctricos no se trata solo de energía solar. Si tienes una tarifa horaria con tarifas nocturnas económicas, la automatización de tu Home Assistant debería incluir un modo "Night Boost".
Lógica: Si la hora está entre las 00:00 y las 04:00 y el pronóstico solar para mañana es bajo, carga hasta el 80 % con la red eléctrica.
Esto garantiza que nunca te quedes sin batería en un día nublado, pagando la tarifa más baja posible.
Reducción del drenaje fantasma y la latencia del sistema
Un problema común que veo en las configuraciones de automatización caseras es el "descarga fantasma" causado por un sondeo agresivo. Si tu automatización activa el coche cada minuto para comprobar el estado de carga (SoC), las computadoras del coche nunca entran en reposo. Esto puede descargar la batería de 12 V y desperdiciar energía.
Mejores prácticas:
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Monitorización pasiva: Confía en los datos del cargador (¿está conectado el cable?) en lugar de activar el coche a través de su API.
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Intervalos de sondeo: Si utilizas la API del coche, configura el sondeo entre 15 y 30 minutos cuando esté inactivo.
Además, mantén tus bucles de automatización locales. Al utilizar la integración local Modbus TCP de Fronius en lugar de la API en la nube, mantienes la latencia de control por debajo de 1 segundo. Esto evita que el sistema extraiga energía de la red durante 30 segundos mientras el servidor en la nube procesa que una nube ha bloqueado el sol.
Integrar el Fronius Primo Gen 24 Plus con Home Assistant transforma la carga de tu vehículo eléctrico de un gasto pasivo a un recurso activo para la gestión inteligente de la energía en el hogar. Si bien requiere una configuración inicial y un conocimiento profundo de la interrelación entre amperaje, voltaje y potencia, el resultado es una maravilla de la ingeniería: un coche que funciona casi exclusivamente con energía solar.
Recuerda: el objetivo es el equilibrio. No busques cada vatio de eficiencia si esto compromete la usabilidad de tu vehículo. Empieza con una lógica sencilla de carga solar adicional, pruébala a fondo para garantizar la seguridad y luego añade complejidades como la priorización de la batería y el arbitraje de las condiciones de uso. Conduce con cuidado y carga de forma inteligente.
