La electrificación gana terreno en América del Norte

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La UE ha asumido un liderazgo impresionante en la adopción global de la electrificación. Si bien los estrictos protocolos sobre emisiones de CO2 son un factor importante, algunos creen que tal vez se deba más aún al apoyo de los gobiernos decididos a promover el uso de la tecnología.

Bernhard Zabel, director de ventas de Xerotech

“La UE ha obtenido un gran éxito en la forma en que ha logrado que el gobierno apoye los programas de electrificación�, dijo Bernhard Zabel, director de ventas de Xerotech, un proveedor irlandés de sistemas de baterías. Señala los generosos programas de incentivos y subvenciones que se han puesto a disposición en algunas partes de Europa, particularmente en Escandinavia. “Los países escandinavos han adoptado realmente la electrificación al ofrecer incentivos y grandes subvenciones para programas a quienes desean electrificarse. [Han] acelerado la necesidad de ir más allá del mero cumplimiento de los requisitos de las normas sobre emisiones de CO2�.

Esto ha llevado a la implementación en varios mercados clave. “Han podido electrificar con éxito equipos en todo tipo de sectores, desde la minería hasta la construcción y la agricultura�, dijo Zabel. “La industria marina va a ser una gran historia de éxito en los países escandinavos. Están electrificando transbordadores, cruceros de placer y yates�.

Estos resultados en Escandinavia y en toda Europa no han pasado desapercibidos. “ǰٱ𲹳é� ha prestado mucha atención. En cierto modo, han utilizado ese mercado como conejillo de indias para asegurarse de que la tecnología funcione�, dijo Zabel. “Estamos viendo cada vez más casos de uso reales que [muestran] que el mercado norteamericano la ha adoptado�. El sector de la minería subterránea, donde la electrificación de excavadoras, topadoras y cargadoras se ha vuelto predominante, es un excelente ejemplo.

Los atractivos programas de incentivos y subvenciones a nivel federal y estatal (Zabel califica a California como el “epicentro de la electrificación�) también están impulsando su adopción en otros segmentos del mercado.

“Por lo tanto, aunque América del Norte se está quedando un poco atrás –en realidad, se está quedando atrás en cuatro o cinco años respecto de lo que ocurre en la UE�, la oportunidad es bastante grande desde el punto de vista de la población�, afirmó Zabel. “Si se observa la cantidad de flotas y los volúmenes en serie que podrían estar disponibles para que empresas como Xerotech puedan electrificar, se trata de una escala enorme�.

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Paquetes de baterías Xerotech Se pueden fabricar en distintos tamaños y configuraciones eléctricas según la cantidad de energía requerida. (Foto: Xerotech)

'Una oportunidad enorme'

Xerotech vende en ǰٱ𲹳é paquetes de baterías que se utilizan para electrificar maquinaria de construcción, minería, agricultura y militar. El país ya representa alrededor del 50% de su mercado y Zabel cree que existe una “enorme oportunidad� de seguir creciendo.

“Estamos viendo un gran volumen de solicitudes de electrificación provenientes de ese mercado en estos momentos. Se trata principalmente de las industrias de la construcción y la minería�, dijo Zabel. “Hay una serie de aplicaciones diferentes que estamos empezando a ver que están cobrando protagonismo, por lo que es un momento muy emocionante�.

Los paquetes de baterías de la empresa se han desarrollado para su uso en entornos operativos hostiles que implican golpes, vibraciones e impactos importantes, así como temperaturas extremas altas y bajas. Esto incluye aplicaciones de construcción, minería y agricultura, siendo el sector marino un objetivo de mayor alcance.

Paquetes de baterías Xerotech Aparte de las celdas de la batería, todos los elementos de los paquetes de baterías se fabrican bajo techo en las instalaciones de Xerotech en Irlanda. (Foto: Xerotech)

“Es probable que la industria marina se quede un poco atrás�, dijo Zabel. “En Estados Unidos, no creo que haya tenido tanto éxito como en los países escandinavos o en lugares como España e Italia, por ejemplo... Pero creo que es solo cuestión de tiempo�.

Xerotech también ofrece soluciones portátiles de almacenamiento de energía en el rango de megavatios-hora para clientes que aprovechan energía solar o eólica o que requieren soluciones para la construcción y otros lugares de trabajo.

Personalización 'lista para usar'

Zabel describe las soluciones de baterías de Xerotech como independientes de la marca y la industria. "Lo que hace que Xerotech sea único es que no nos preocupamos realmente por la aplicación. Si necesita energía de la batería y es compatible, básicamente tenemos una solución para usted.

“Si tienes una excavadora de dos marcas de fabricantes, probablemente necesitarán dos tipos diferentes de baterías. Podemos suministrar fácilmente una batería que se adapte a ambas aplicaciones�, continuó. “Desde el punto de vista del cliente, parece que estás recibiendo una batería a medida o personalizada, pero en realidad para nosotros es todo 'listo para usar'. Esto nos permite ser vistos como un proveedor exclusivo para varias flotas en varios mercados�.

Se ofrecen distintos tamaños y configuraciones eléctricas en función de la cantidad de energía necesaria. “Nos adaptamos a las especificaciones eléctricas en cuanto a la cantidad de energía y voltaje que podemos proporcionar�, afirmó Zabel. Esta escalabilidad también se aplica a las tasas de carga/descarga C. “Podemos proporcionar algunas configuraciones únicas, no solo en un solo paquete, sino que también podemos apilar hasta 20 paquetes diferentes en paralelo para ofrecerle todo el rango de megavatios-hora para aplicaciones de almacenamiento de energía�.

Hay disponible una herramienta de configuración en línea para ayudar a los clientes a identificar sus necesidades específicas y las soluciones de baterías que se adaptan a ellas. “Además, obtienen todos los dibujos CAD en 3D, los archivos DBC y la hoja de datos de especificaciones completa�, señaló Zabel. “Muchos fabricantes de paquetes de baterías mantienen todo esto en secreto, y puedo entenderlo también. Pero lo que estamos tratando de permitir es facilitar la comprensión de exactamente cómo nuestras soluciones encajan en una aplicación�.

Un equipo de ingenieros también apoya a los clientes y puede guiarlos a través de todos los aspectos de la aplicación.

Integración vertical

Antes de que Xerotech se lanzara en 2015 como una nueva empresa, sus fundadores analizaron detenidamente cómo fabricar baterías.

21700 celdas de batería cilíndricas Xerotech decidió estandarizar la batería con una celda cilíndrica 21700 debido a su fácil disponibilidad y escalabilidad. (Foto: Xerotech)

“Decidimos que cuanto más integrados verticalmente estemos como fabricantes, mejor�, dijo Zabel. “Estamos eliminando todo el riesgo de la cadena de suministro. Todo lo que hacemos es traer materias primas y producir paquetes de baterías totalmente integrables en el otro extremo�.

Las celdas de batería se obtienen de proveedores conocidos y cuidadosamente seleccionados. La empresa optó por estandarizar una celda de batería cilíndrica de 21700 (21 mm x 700 mm). “Lo hicimos porque eran las más disponibles en la industria y nos brindan la oportunidad de escalar en diferentes tamaños y utilizar diferentes químicas en ese mismo formato de celda�, explicó Zabel. “De modo que, nuevamente, no hay riesgo en la cadena de suministro al comprar ese formato de celda en particular�.

Todos los demás elementos de los paquetes de baterías se fabrican bajo techo en las instalaciones que la empresa tiene en Irlanda. “Utilizamos los mismos materiales, los mismos procesos de fabricación y los mismos procesos de calidad, por lo que podemos acelerar la velocidad de fabricación. De hecho, la mayoría de los pedidos de prototipos de paquetes de baterías se pueden completar en un plazo de unas cuatro o cinco semanas�, afirma Zabel. “Podemos responder a los requisitos de nuestros clientes muy rápidamente�.

Gestionado para la longevidad y la seguridad

Para prolongar la vida útil y la seguridad de las baterías, Xerotech incorpora un sistema de gestión térmica combinado que puede enfriar o calentar las baterías, según el entorno.

“Lo que estamos haciendo a través de nuestro sistema de gestión de baterías es permitir que nuestros paquetes de baterías a nivel de módulo se mantengan a unos 25 grados C. Esa es la temperatura óptima a nivel de celda�, dijo Zabel. “Básicamente, estamos extendiendo el ciclo de vida de la celda de la batería al mantener esa temperatura óptima, pero también podemos cargar y descargar más rápidamente. Por lo tanto, el final de la vida útil de nuestros paquetes de baterías está mucho más lejos debido a la forma en que gestionamos térmicamente nuestros paquetes�.

Paquete de baterías Xerotech El sistema de gestión térmica utiliza un sistema de refrigeración y calefacción por líquido activo que puede inundar los módulos afectados en caso de que se produzca una fuga térmica. (Foto: Personal de Ӯ)

La gestión térmica se logra mediante un sistema de refrigeración y calefacción por líquido activo, que también actúa como un sistema de extinción de incendios activo. En caso de que se produzca una fuga térmica, los módulos afectados se inundarían con el mismo glicol 50/50 que se utiliza para enfriar las baterías. "Está confinado en una funda abierta que corre entre cada celda individual de la batería. En el caso de una fuga térmica, ese paquete de baterías se extinguiría eficazmente a través de ese sistema de extinción de incendios", dijo Zabel.

Añadió que las fugas térmicas que se producen suelen ser el resultado de no gestionar por completo la seguridad y el rendimiento del paquete de baterías. “La seguridad y el rendimiento de nuestro paquete están completamente controlados por nuestro software (que desarrollamos nosotros mismos) a través de nuestro sistema de gestión de baterías. Por lo tanto, estamos bastante seguros de que tenemos un paquete que ofrece un alto nivel de beneficios en materia de seguridad y rendimiento�, afirmó Zabel.

á allá de las renovaciones de baterías

En la actualidad, el enfoque de Xerotech se centra en la modernización de los paquetes de baterías en los equipos existentes. "Básicamente, estamos sacando un motor diésel y reemplazándolo por una batería, [además] tendrás inversores, actuadores, celdas de combustible, unidades de distribución de energía y muchos otros componentes", dijo Zabel. "Creo que en unos cinco u ocho años, los fabricantes de equipos originales comenzarán a fabricar su equipo básico para acomodar los sistemas de baterías.

“Hacemos que sea tan fácil comprar una batería como comprar un motor diésel, y creo que lo hemos logrado. Pero sería mucho más fácil si los fabricantes de equipos originales comenzaran a fabricar sus equipos específicamente para albergar la aplicación de la batería�.

Debido a que cada paquete de baterías está personalizado para la aplicación, Zabel dijo que la compañía ha desarrollado miles de configuraciones diferentes y podría tener decenas de miles para 2025, cuando la compañía planea introducir una iteración de próxima generación aún más potente y configurable.

“El hecho de que los fabricantes de equipos originales creen un diseño desde las primeras etapas para tener en cuenta el espacio para la batería y para todo el equipo que debe ir como una unidad completa será de gran ayuda. Pero, además, poder contar con un paquete de baterías aún más configurable y utilizar ese espacio de la manera más eficiente nos permitirá alcanzar un nivel de potencia completamente nuevo en cuanto a equipamiento y rendimiento�, afirmó Zabel. “Por eso, estamos muy entusiasmados con lo que sucederá en el futuro�.

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