La caja de herramientas de Edgie de código abierto utiliza modelos de alta resolución de abajo hacia arriba para estimar los impactos de la electrificación del hogar y el vehículo en las redes de distribución en cada condado de los 48 estados inferiores de los Estados Unidos. Crédito: Sostenibilidad de informes celulares (2025). Doi: 10.1016/j.crsus.2025.100518
Un futuro en el que todas las casas y vehículos en los EE. UU. Están completamente electrificadas podría abrumar a la fuente de alimentación y las interrupciones de riesgos a menos que se realicen actualizaciones clave, dice un nuevo estudio realizado por los ingenieros de la Universidad de Purdue. Pero algunas estrategias podrían reducir dos tercios de los costos potenciales de reforzar la red de distribución de la nación para manejar esta demanda.
La electrificación significaría cambiar el sistema de calefacción de una casa de una caldera a una bomba de calor y la transición de vehículos alimentados con gas o diesel a vehículos eléctricos.
“Si instalamos un montón de nuevos sistemas de calefacción eléctricos para casas y usamos más vehículos eléctricos y calentadores de agua eléctricos, entonces vamos a aumentar mucho la demanda de electricidad. Y eso básicamente requerirá poner cables más gruesos, transformadores más grandes y otras infraestructuras en la red eléctrica”, dijo Kever Kircher, un asistente de ingeniería mecánico de ingeniería mecánica y miembro de Facultad de Facultad de Facultad de Facultad de Ray W. Herrick. “Y si eso sucede, los servicios públicos nos pasarán el costo de esas actualizaciones, los clientes”.
El estudio, publicado En los informes celulares, la sostenibilidad el 16 de septiembre, descubrió que reforzar la red de distribución de los Estados Unidos, que proporciona energía a las áreas residenciales, podría costar $ 350 a $ 790 mil millones, alrededor de $ 2,000– $ 6,400 en total por hogar entre ahora y 2050. Gran parte de este costo se debía a Aumento de la calefacción de espacio eléctricoCon las regiones más frías de los EE. UU. Experimentando la demanda de electricidad hasta cinco veces más altos que los picos de hoy.
Pero tomar medidas como instalar un mejor aislamiento y sellado de aire, mejorar la eficiencia del equipo y coordinar el funcionamiento de los dispositivos eléctricos de la casa podría mitigar los costos de actualizar la red.
Un ejemplo de aumentar la eficiencia del equipo eléctrico de una casa sería usar bombas de calor de origen de tierra en lugar de bombas de calor de fuente de aire, porque la temperatura constante del suelo reduce la energía necesaria para calentar y enfriar hogares. Coordinar la operación del dispositivo eléctrico de la casa podría significar ajustarse cuando el vehículo eléctrico de la casa se carga para que no ocurra al mismo tiempo que la bomba de calor está en uso.
“Si los vehículos eléctricos podrían comunicarse con las unidades de calefacción, ventilación y aire acondicionado que instalamos en la casa, y si pueden coordinar cuándo tienen que cargar o cuándo tienen que calentar o prealtar las casas, esta estrategia podría contribuir a una disminución del 40% en los costos de refuerzo de la red”, dijo Priyadarshan, un Ph.D. Estudiante en la Escuela de Ingeniería Mecánica de Purdue y el primer autor de este artículo.
“Digamos que se acerca un chasquido en frío. La bomba de calor podría precalentar la casa y los vehículos eléctricos de la casa podrían cargarse en un momento diferente para reducir la tensión en la red”.
El estudio se centró en cada condado de los 48 estados de EE. UU. Bajos. Los investigadores modelaron los impactos de la red de casas y vehículos totalmente electrizantes utilizando encuestas públicas de uso de electricidad en el hogar y viajes de vehículos eléctricos cuando estén disponibles para cada condado, especificaciones de fabricantes de equipos, pautas de código de construcción y datos meteorológicos. El equipo también calibró los datos de la casa contra una casa de prueba totalmente electrificada en West Lafayette llamada DC Nanogrid House.
Después de analizar el impacto de la electrificación completa en la red de distribución, los investigadores ajustaron los parámetros de su modelo para incluir las estrategias de climatización y eficiencia del equipo que proponían reducir los costos de actualización de la red. Para su estrategia para coordinar la operación del dispositivo eléctrico, utilizaron un algoritmo de optimización para tener en cuenta el calentamiento, la demanda de electricidad y el uso de vehículos eléctricos y idear una solución óptima para cuándo cargar los vehículos y cuán difícil ejecutar las bombas de calor.
Otros estudios han investigado el futuro del aumento de la electrificación del hogar y el vehículo en los Estados Unidos, pero no en la escala de las áreas residenciales por el condado de todo el país.
“Por un lado, da miedo: si electrificamos todo, podríamos tener un futuro costoso loco. Pero por otro lado, si electrificamos de manera inteligente, entonces no tenemos casi tantos problemas”, dijo Kircher.
Más información: Priyadarshan et al, las cuadrículas de distribución pueden ser una barrera para la electrificación residencial, la sostenibilidad de los informes celulares (2025). Dos: 10.1016/j.crsus.2025.100518. www.cell.com/cell-reports-sust … 2949-7906 (25) 00214-9
Proporcionado por la Universidad de Purdue
Cita: si cada vehículo personal y de EE. UU. Se vuelve eléctrico, las interrupciones de energía podrían aumentar a menos que se tomen medidas clave (2025, 16 de septiembre) recuperado el 16 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-home-personal-vehicle-ectric-power.html
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