Lo smart charging e la rete elettrica del futuro

La ricarica dei veicoli elettrici non coordinata rischia di aggravare le preoccupazioni per gli operatori di rete per bilanciare domanda e offerta, oltre a esercitare ulteriore pressione sulle reti. Ciò potrebbe richiedere ulteriori investimenti per evitare sovraccarichi di picco. Gli impatti possono essere difficili da gestire, soprattutto con penetrazioni di veicoli elettrici molto elevate nel mercato e in sistemi con una rete debole. La ricarica intelligente coordinata dei veicoli elettrici offre il potenziale per contribuire a regolare l’aumento dei picchi di domanda. Le tariffe basate sul tempo di utilizzo possono facilitare la risposta dal lato della domanda fornendo ai consumatori incentivi, come la riduzione del prezzo di ricarica, per spostare la ricarica dei veicoli elettrici nei periodi non di punta. Un approccio efficace per ridurre alminimo la necessità di investimenti nella rete a causa dei carichi dei veicoli elettrici sarà quello di individuare le aree che sono maggiormente sollecitate, anche a livello di sistema distributivo. Ciò consente di personalizzare la ricarica intelligente di conseguenza.


L’implementazione della ricarica intelligente per i veicoli elettrici deve affrontare una serie di sfide:

  • Mancanza di trasparenza della rete di distribuzione: gli operatori di rete nei sistemi a media e bassa tensione potrebbero non essere in grado di prevedere o disporre di dati adeguati sui carichi in tempo reale. L’aggregazione e l’analisi dei dati dei contatori intelligenti e l’installazione di apparecchiature di rilevamento della rete distribuita possono aiutare a superare questa barriera.
  • Mancanza di tecnologie di risposta alla domanda su larga scala a livello di carico: esistono tecnologie per inviare e ricevere segnali dettagliati per i singoli carichi. Tuttavia, la loro attuale applicazione è limitata a pochi progetti pilota e imprese. Ciò riflette la mancanza di un forte business case attualmente per queste tecnologie.
  • Quadro di mercato inadeguato: l’assetto del mercato e il quadro normativo nella maggior parte dei paesi non forniscono un meccanismo per contrarre servizi di flessibilità tra i gestori dei sistemi di distribuzione (DSO) e i consumatori. Occorre rafforzare il coordinamento tra gestori dei sistemi di trasmissione e DSO per garantire la coerenza tra la richiesta di flessibilità per la congestione locale e il bilanciamento del sistema.

Le reti intelligenti (smart grids) che monitorano il carico e controllano la ricarica intelligente sono in fase di dimostrazione in numerosi paesi, ad es. Stati Uniti e Portogallo. Entro la fine di questo decennio, si prevede che l’applicazione almeno parziale delle tecnologie delle reti intelligenti contribuirà a frenare la necessità di investimenti negli aggiornamenti della rete dovuti alla ricarica dei veicoli elettrici, garantendo che i picchi di carico siano ridotti o evitati. A lungo termine, poiché i veicoli elettrici rappresenteranno più di un terzo dello stock, saranno necessarie reti intelligenti per evitare investimenti molto elevati.
Alla fine, lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie “vehicle to grid” consentiranno ai veicoli di essere collegati a caricabatterie intelligenti per contribuire a bilanciare il sistema. In questo modo, i veicoli elettrici contribuiranno alla stabilità della rete piuttosto che essere una fonte di instabilità per le esigenze di bilanciamento della rete.

La flessibilità delle reti elettriche

Quote più elevate di rinnovabili variabili nel mix di generazione stanno contribuendo alla transizione necessaria per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione.
La domanda di elettricità è in aumento per alimentare i veicoli elettrici, un numero crescente di dispositivi connessi, un migliore accesso all’energia e una moltitudine di servizi. Con l’aumento della domanda arriva l’importanza della flessibilità del sistema di alimentazione, dell’infrastruttura intelligente e della connettività digitale. Nuove fonti di flessibilità possono aiutare a garantire che i sistemi energetici siano sempre in equilibrio. Affinché il settore energetico raggiunga il net zero entro il 2050 a livello globale, la flessibilità nelle reti elettriche deve quadruplicare in quel periodo. I veicoli elettrici e le loro batterie potrebbero fornire un enorme serbatoio di flessibilità per facilitare la transizione energetica.

Esistono tre tipi principali di ricarica intelligente:
Ricarica nelle ore non di punta: utilizza segnali semplici, come una tariffa basata sull’ di utilizzo, per incentivare gli utenti a ricaricare durante le ore non di punta o quando c’è un surplus di generazione da fonti rinnovabili.
Ricarica gestita unidirezionale: il tempo, la velocità e la durata della ricarica sono controllati e ottimizzati adattandosi alle esigenze del sistema di alimentazione. Richiede che i segnali sulla disponibilità della rete e dell’approvvigionamento rinnovabile siano inviati da un gestore del sistema elettrico o da un aggregatore.
Gestione bidirezionale o vehicle-to-grid (V2G): ricarica per veicoli elettrici tecnicamente in grado di immettere elettricità nella rete. In questa modo, i veicoli elettrici fungono da accumulo di energia distribuito, caricandosi dinamicamente nei momenti in cui la disponibilità del sistema è massima e fornendo alimentazione aggiuntiva quando richiesto.

Garantire che i mercati e le normative riflettano il valore delle opzioni di flessibilità per il sistema è un primo passo per promuovere l’adozione della ricarica intelligente dei veicoli elettrici. I servizi di flessibilità forniti dai consumatori comporteranno costi, ad esempio, in termini di degrado della batteria che devono essere adeguatamente valutati. Questo può riflettersi su tutti i livelli del mercato energetico.
Tariffe che riflettono i costi per i consumatori sensibili al fattore tempo incentiveranno i conducenti a ricaricare il proprio veicolo elettrico quando non stressa la rete o quando la produzione rinnovabile è alta. Questo aiuta a ridurre al minimo la necessità di costosi investimenti sulla rete.

Incentivi su misura

I mercati che includono i mercati all’ingrosso e quelli per i servizi di flessibilità come il bilanciamento, la gestione della congestione e il controllo della tensione possono fornire incentivi su misura premiando le opzioni di flessibilità dove e quando hanno il maggior valore.
Maggiore è lo sviluppo della tecnologia che premia la flessibilità, più valore si apporta al sistema, ma anche più complesso diventa. Non ci si può aspettare che i consumatori da soli abbiano a che fare con dati molto dettagliati o che navighino su diversi livelli dei mercati dell’energia. Questo ruolo può essere assunto da aggregatori (indipendenti o filiali di servizi pubblici) che stipulano contratti con singoli clienti per fornire servizi di flessibilità e gestire un pool di fornitori di flessibilità per massimizzare i ricavi e i vantaggi per i partecipanti e il sistema.

Agevolare il mercato della flessibilità elettrica

I responsabili politici che desiderano sfruttare il potenziale di flessibilità della ricarica intelligente possono adottare misure per garantire che i loro mercati siano adattati alle risorse energetiche distribuite. Uno è quello di garantire che gli aggregatori, e in generale ogni tipo di fornitore di flessibilità distribuita (ad esempio comunità energetiche), abbiano accesso ai mercati in condizioni di parità con i fornitori di flessibilità tradizionali, come centrali elettriche o grandi industrie. Il modo più appropriato per incorporare la flessibilità di ricarica dei veicoli elettrici varierà a seconda del sistema di alimentazione e delle specificità del mercato. Ma elementi fondamentali come il diritto di partecipazione, le specifiche del prodotto, le regole per il controllo e la misurazione della flessibilità dovrebbero essere valutati per garantire che non venga posto un onere eccessivo sui fornitori di flessibilità distribuita. I regolamenti dovrebbero lasciare spazio alle imprese per sviluppare soluzioni di tariffazione innovative e modelli di business che si adattino al meglio alle esigenze dei consumatori e del sistema energetico.

L’importanza della condivisione dati

Un importante prerequisito per lo sviluppo del business della ricarica intelligente è la disponibilità a controllare la ricarica di un gran numero di veicoli elettrici.
L’interoperabilità consente agli aggregatori di mettere in comune i veicoli più facilmente e senza onerose procedure e interventi presso le residenze dei consumatori. Questa è la chiave per lo sviluppo della ricarica intelligente. Gli standard dovrebbero essere solidi e coprire la sicurezza informatica, l’accessibilità dei dati e i requisiti minimi che possono essere applicabili sia ai charger privati che a quelli pubblici.

Fonte : Global EV Outlook 2022- IEA

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