Oggi giorno sembra che tutto diventi più intelligente. L’aggettivo smart, per l’appunto “intelligente” in inglese, sta piovendo a catinelle su qualunque dispositivo di nuova generazione: elettrodomestici, lampadine, termostati, allarmi… La nuova frontiera riguarda la ricarica delle auto elettriche, sotto forma di un insieme di azioni che vanno sotto il nome di smart charging. Se tutta questa intelligenza vi stesse facendo sentire un po’ stupidi non temete: vi aiutiamo noi a capire!
Agli albori dell’intelligenza: le smart grid
Prima di parlare nel dettaglio della ricarica delle auto, è necessario comprendere i cambiamenti che sta affrontando l’infrastruttura che ci sta dietro. Perché tutto inizia da qui: alla base di ogni cosa c’è la smart grid, ossia il nuovo paradigma della rete elettrica. La rivoluzione consiste nell’utilizzare tecnologie digitali per monitorare e gestire in modo più efficiente la produzione e la distribuzione di energia. In questo modo, la rete diventa più flessibile, reattiva e in grado di adattarsi meglio alle variazioni di domanda e offerta di energia. La posta in gioco è molto alta: il blackout è dietro l’angolo.
Non lo neghiamo, il cambiamento spaventa sempre. Il pensiero di mettere mano su un’infrastruttura tanto monumentale quanto basilare per la vita di tutti i giorni metterebbe paura anche all’animo più progressista. Dobbiamo però lasciare i timori da parte: questo cambiamento è necessario, pena il fallimento della transizione energetica. Quando alla fine dell’Ottocento nacquero le prime reti, le uniche centrali elettriche erano a fonti fossili: grandi produttori centralizzati, distanti dagli utenti finali e facilmente controllabili. Le rinnovabili invece sono tutto l’opposto: piccoli impianti distribuiti nel territorio, vicini se non sovrapposti agli utenti e dalla produzione imprevedibile. Non c’è da stupirsi quindi che la rete tradizionale si trovi in difficoltà: non era stata ideata per gestire tutto questo. È un po’ come prendere un calciatore e fargli disputare una partita di pallavolo: è sempre un gioco con un pallone, ma le regole sono completamente diverse!
Ecco, dunque, che le smart grid diventano fondamentali per l’integrazione delle fonti di energia rinnovabile. Con le reti tradizionali, è difficile gestire l’energia in modo efficiente perché non possiedono modi efficaci per monitorare e controllare i flussi di potenza scambiati tra le parti. Le smart grid, d’altro canto, utilizzano tecnologie digitali per monitorare e controllare il flusso, rendendo la gestione dell’energia più immediata e meglio equipaggiata per tenere testa all’imprevedibilità delle fonti rinnovabili. Per farlo si avvalgono di moltissimi strumenti: uno di questi è proprio la ricarica delle auto elettriche.
Smart charging: un’arma contro l’anarchia
L’intelligenza dello smart charging consiste nel far comunicare tra loro tutti gli elementi coinvolti, ossia l’auto, la stazione di ricarica e la rete elettrica, in modo tale da non sovraccaricare il sistema e possibilmente anche agevolarne la gestione. Per capire perché sia necessario, fate un viaggio mentale insieme a noi.
Immaginate un futuro in cui tutti avranno sia un’auto elettrica sia una stazione di ricarica nel proprio garage. Voi vi svegliate la mattina e prendete l’auto per andare a lavorare. Alla sera rientrate a casa, la parcheggiate e la fate ricaricare, pronta per riportarvi al lavoro la mattina seguente. Tutto molto semplice vero? Allora dove sta il problema?
I guai iniziano ad arrivare quando guardiamo non più il singolo individuo ma l’intera comunità. Non siete i soli ad avere questa routine: pressoché tutti quanti vanno a lavorare e rientrano a casa circa nella stessa fascia oraria. Se tutte queste persone attaccano la spina dell’auto nello stesso momento, la rete si vede arrivare all’improvviso un immenso aumento del carico da fornire alle utenze! Se in più si considera che la sera è già di per sé il momento della giornata con il più grande picco di domanda elettrica, il blackout è assicurato.
La falla in questo ragionamento consiste nel concepire la ricarica dell’auto elettrica allo stesso modo di quella delle macchine a benzina, ossia che al momento del bisogno mi collego e faccio il pieno. Questo non è più possibile, perché il vettore energetico dell’auto non è più il combustibile ma l’elettricità, che non esiste a sé ma deve bilanciare consumo e produzione istante per istante in tutta la rete. Dunque, è doveroso che i vari elementi comunichino tra loro, per organizzarsi al meglio al fine di mantenere questo equilibrio.
L’auto deve comunicare lo stato della sua batteria, dunque di quanta energia ha bisogno, e quando ha bisogno di essere al 100% per ripartire. La rete elettrica segnalerà la sua disponibilità a fornire l’energia, indicando i lassi di tempo in cui la produzione energetica è appena sufficiente per coprire la domanda già esistente e in quali invece c’è del margine per soddisfare altri utenti come l’automobile. Con tutte queste informazioni, la stazione pianificherà la strategia di ricarica più adeguata, prendendo delle decisioni su come e quando alimentare ogni singola auto. Così facendo, i picchi di domanda elettrica non incrementano e tutto il profilo giornaliero tende ad appiattirsi, agevolando moltissimo la gestione della rete.
Parola d’ordine: flessibilità
In un mondo così complesso, la qualità più preziosa è la flessibilità. Su questo concetto si basa tutto il principio dello smart charging: il fabbisogno dell’auto elettrica non viene soddisfatto immediatamente, ma si adatta alle necessità della rete. Se la disponibilità elettrica è limitata e le auto da ricaricare sono tante, si può attuare ad esempio il power sharing, ossia il dilazionamento della potenza a disposizione fra tutte le macchine. In questo modo, tutti possono usufruire dell’energia ma a piccole dosi, mettendoci più tempo per giungere a carica completa. Se invece la rete è in grave difficoltà, come nel caso del picco di domanda serale, la ricarica viene del tutto posticipata.
Ad esempio, se l’auto resta parcheggiata dalle 5 di pomeriggio alle 6 del mattino successivo, può succedere che fino alla mezzanotte resti in stallo, senza ricevere nemmeno un kWh di energia, e che tutta la ricarica si concentri tra la mezzanotte e le 6 di mattina. Così facendo, la domanda è stata bilanciata: le utenze non si sono tutte sovrapposte alla sera ma sono state distribuite lungo tutto l’arco delle 13 ore, appiattendo il profilo della domanda energetica. Questa tattica si traduce anche in un vantaggio economico: quando la domanda è alta il prezzo dell’energia sale, per disincentivare ulteriori utenze a collegarsi. Ritardando il prelievo di energia, la costosa zona serale è stata scansata, a favore della fascia notturna molto più economica. E il portafoglio ringrazia.
L’intelligenza non ha limiti. Più il loro numero cresce, più le auto elettriche avranno un ruolo sempre più fondamentale nella gestione dell’infrastruttura energetica. L’estremizzazione del loro potere consiste nell’immaginarle non solo come delle utenze ma anche come fornitori di energia, scaricandosi a comando per erogare elettricità in rete. Ma questa è un’altra storia.
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