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Figura 1. Schema di principio del Vehicle-to-Grid (V2G)
spesso già compromessi dalle altre attività antropiche. Diverso è invece l’impatto che una diffusione di massa dei veicoli elettrici avrà sulle infrastrutture di distribuzione dell’energia elettrica in media e bassa tensione. Infatti, per poter ridurre i tempi di rifornimento, le nuove stazioni di ri- carica veloci in corrente continua avranno potenze sempre più crescenti verso il traguardo di 500 kW atteso intorno al 2020. In questo modo un veicolo elettrico sarebbe in gra- do di estendere la sua autonomia di 300-400 km in circa 10-15 minuti. Per rendere l’idea dell’impatto che queste in- frastrutture avranno sulla rete elettrica, si pensi che questo è il valore di potenza di una cabina di trasformazione pub- blica in grado di alimentare più di 160 utenze domestiche. Pertanto, si presume che le stazioni di ricarica veloci, di tipo fast e ultrafast, siano installate solo dove vi sia reale necessità di spostamenti lunghi come in prossimità di su- perstrade o autostrade.
Poiché però per la maggior parte del tempo i veicoli sono in sosta, si prevede una maggior diffusione dei sistemi di ricarica più lenti in corrente alternata con potenze tra i 3 kW e i 22 kW. I primi sono soprattutto nella forma di wallbox per uso privato, mentre quelli più potenti sono spesso in forma di colonnine riservati prevalentemente per la ricarica pub- blica o per flotte di veicoli aziendali. Queste infrastrutture, pur avendo una potenza notevolmente inferiore ai sistemi fast e ultrafast, data la loro estesa diffusione nelle reti di di- stribuzione in bassa tensione, potranno creare problemi di congestione se le ricariche avvenissero tutte contempora- neamente, come ad esempio può accadere nelle ore serali. Se da un lato può sembrare quindi che la diffusione del vei- colo elettrico possa creare problemi alle reti di distribuzione, dall’altro bisogna invece evidenziare come la diffusione di massa di questa nuova generazione di veicoli possa invece essere di supporto alla rete stessa sfruttando inoltre le si- nergie con i sistemi di generazione a fonti rinnovabili. Infatti, una volta connesso, un veicolo elettrico si comporta per la rete come un sistema di accumulo dell’energia che, all’oc- correnza, è in grado di svolgere alcuni servizi ancillari per mantenere la stabilità del sistema di distribuzione. Questo è reso possibile già oggi in quanto tutti gli standard di ricarica e i relativi protocolli di comunicazione sono predisposti per poter modulare la potenza di ricarica in relazione all’effettiva disponibilità della rete e, in caso di necessità, poter invertire il flusso di potenza dal veicolo alla rete per superare eventi contingenti. Queste funzioni prendono il nome di Vehicle-to- Grid, o V2G, ossia considerare il veicolo come parte attiva
Figura 2. Schema di principio del Vehicle-to-Building (V2B) e Vehicle-to-Home (V2H)
nella gestione delle reti elettriche e non semplicemente un carico elettrico (Figura 1). In particolare, la possibilità di mo- dulare la potenza di ricarica permette di creare degli algo- ritmi tali per cui si ha la ricarica completa del veicolo all’ora voluta sfruttando di volta in volta la potenza disponibile dalla rete. In questo modo si riesce inoltre a massimizzare la di- sponibilità di generazione da fonti rinnovabili che altrimenti potrebbe essere persa se la rete non fosse in grado di assor- birla completamente. Queste funzioni sono particolarmente interessanti per la ricarica lenta ove vi sia assembramento di veicoli che rimangono connessi per molto tempo.» que- sto per esempio il caso di grossi parcheggi di interscambio presso stazioni ferroviarie, metropolitane o aeroporti, o par- cheggi di grandi centri commerciali. Solo sommando infatti la capacità delle batterie a bordo di molti veicoli si riesce ad avere una capacità complessiva in termini di energia e po- tenza tale da poter svolgere i servizi di rete senza impattare troppo sulla disponibilità del singolo veicolo.
Tuttavia, un veicolo elettrico non è una risorsa solo per la rete pubblica di distribuzione, ma può diventare un valido sostegno anche per le reti di distribuzione private all’interno di edifici. In questo caso si parla di Vehicle-to-Home (V2H) o più in generale di Vehicle-to-Building (V2B) (Figura 2). Tecnicamente l’interfaccia con la rete data dall’infrastrut- tura di ricarica È simile a quella del V2G, ma le funzioni che in questo caso deve svolgere sono sostanzialmente diverse. Infatti, in ambito privato, soprattutto domestico, visti i bassi livelli di potenza ed energia richiesti dai carichi rispetto a quelli ottenibili dalla batteria di bordo, È pensabile che un veicolo sia in grado di compensare interruzioni della rete elettrica anche di lunga durata, dell’ordine di alcune ore, senza compromettere significativamente l’autonomia residua del veicolo stesso. Inoltre, l’abbinamento con fonti di energia rinnovabili come pannelli fotovoltaici o sistemi di generazione minieolici, permette di massimizzarne l’auto- consumo minimizzando gli scambi con la rete elettrica. In questo caso, quindi, il veicolo non ha la funzione di suppor- tare la rete in situazioni contingenti, ma diviene un elemento fondamentale nella gestione energetica di un edificio o di una porzione di esso.
Si può quindi affermare, in sintesi, che il sistema di genera- zione attualmente installato sia più che sufficiente per co- prire la maggiore richiesta di energia proveniente anche da un’ampia diffusione dei veicoli elettrici. Le maggiori criticità potrebbero verificarsi a livello delle reti di distribuzione in media e bassa tensione che possono essere risolte, oltre che con un adeguamento infrastrutturale delle reti stesse, anche impiegando i veicoli connessi come parte integrante nella gestione dei flussi di potenza e negli scambi energetici con le utenze e con i sistemi di generazione a fonti rinnova- bili sfruttando la capacità di accumulo delle batterie a bordo attraverso le funzioni V2G, V2B e V2H.
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4/2017 15