È un’idea acquisita ormai che i veicoli elettrici debbano essere un ingrediente fondamentale della rete elettrica intelligente, la smart grid capace di coordinare la generazione distribuita da fonti rinnovabili in larga parte non programmabili. Poco tempo fa abbiamo parlato di come sia previsto per i prossimi anni lo sviluppo di un discreto mercato per mezzi elettrici predisposti, oltre che per trasportare persone e cose, anche per fornire servizi di rete quando sono in ricarica, la cosiddetta tecnologia V2G: secondo Navigant Research, dal 2013 al 2022 saranno venduti oltre 250mila veicoli di questo tipo, finora usati essenzialmente in progetti pilota; i ricavi che si otterranno fornendo servizi di rete in questo modo passeranno dai 900mila dollari l’anno del 2013 a 190,7 milioni di $ nel 2022.
V2G a parte, in generale è chiaro come le infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici dovranno essere concepite come parte integrante del sistema elettrico. Da questo punto di vista è molto interessante la sperimentazione che si sta facendo al Fraunhofer Institute a Stoccarda, dove la stazione di ricarica per auto elettriche più grande della Germania verrà gestita all’interno di una micro-smart grid (MSG) concenpita per funzionare ad isola e alimentata interamente a rinnovabili non programmabili.
La stazione di ricarica in questione quando tutti i punti di prelievo lavorano impegna una potenza fino a 350 kW, cioè circa il 20% del carico dell’intero istituto, dove operano 1500 persone. Far funzionare un’infrastruttura del genere è impossibile senza un sistema intelligente di gestione dei carichi, che coordini il prelievo delle colonnine con il fabbisogno della rete dell’istituto.
Ora le cose si complicheranno ulteriormente, perché i punti di ricarica verranno inseriti in una micro-rete che sarà un laboratorio vivente per capire come risolvere le sfide del sistema elettrico del futuro, dominato da piccoli impianti a fonti rinnovabili non programmabili e mobilità elettrica.
Il progetto, battezzato charge@work e portato avanti con la partnership di Daimler AG e altri soggetti, consiste appunto nel realizzare una piccola rete intelligente, alimentata totalmente a rinnovabili non programmabili, che dovrebbe funzionare quasi sempre a isola, cioè non collegata alla rete esterna, e che verrà mantenuta in equilibrio anche grazie alla ricarica dei veicoli elettrici.
Nella rete troveranno posto un impianto fotovoltaico e una piccola turbina eolica ad asse verticale (da 10 kW), una batteria al litio che verrà installata nei locali di servizio dell’istituto e una seconda batteria a flusso di tipo redox, installata sotto al tetto. La micro-rete del Fraunhofer funzionerà in corrente continua, eliminando così il problema delle perdite che si hanno nella conversione da DC a AC e, come detto, è concepita per funzionare tendenzialmente a isola: verrà connessa alla rete pubblica solo quando i sistemi di accumulo saranno completamente scarichi.
La micro-smart grid (MSG) di charge@work servirà a testare software di gestione delle reti, per coordinare nelle diverse condizioni climatiche rinnovabili non programmabili, accumuli, domanda di energia dell’edificio e ricarica dei veicoli, ma sarà aperta a tutte le tecnologie che possono partecipare alla rete intelligente del futuro: la MSG del Fraunhofer sarà a disposizione di industrie, ricercatori, utility che vogliano testare hardware o software. Insomma, un laboratorio vivente dove fare le prove per la rete del futuro.
