Con la gestione smart della rete si attenua l'impatto sulla rete di distribuzione. È il risultato dello studio RSE con scenari di mobilità al 2030 di Celaschi e de Nigris del Dipartimento Tecnologie T&D (TTD) – RSE S.p.A.
L’accresciuta attenzione alla qualità dell’aria soprattutto nelle grandi città, l’impegno verso il raggiungimento degli obiettivi ambientali europei al 2020 nonché il significativo aumento del costo dei prodotti petroliferi, unito al superamento di una serie di ostacoli tecnologici, hanno fatto sì che il tema della mobilità elettrica stia godendo di un rinnovato interesse dopo alcuni decenni in cui si erano viste poche applicazioni di nicchia.
Oltre ai programmi di ricerca attivati dai costruttori automobilistici sulle tecnologie specifiche del veicolo (accumulo, controllo, trasmissione, ottimizzazione energetica, ecc.) è aumentato anche l’interesse a valutare i possibili impatti tecnici, economici ed ambientali di una diffusione di massa dei veicoli elettrici.
Per analizzare questi aspetti è stato avviato nel 2009, presso RSE (ex ERSE) il progetto di Ricerca di Sistema “Impatto sul sistema elettrico della potenziale diffusione dei veicoli elettrici” finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico.
Il progetto, incentrato sull’analisi del comportamento dei veicoli ricaricabili da rete (individuati dalla dicitura plug-in) sia dotati di solo motore elettrico (PEV) sia dotati di motore elettrico in aggiunta a quello endotermico (PHEV), ha visto come primo passo la determinazione di uno scenario di mobilità elettrica che a partire dal 2010 si estende fino al 2030. Per la definizione di tale scenario si è tenuto conto di numerosi parametri: previsioni (ISTAT) di crescita della popolazione, trend di crescita del parco autovetture circolanti, percorrenze in auto, segmentazione del parco veicoli in funzione delle categorie tecnologiche e del tipo di alimentazione. Queste analisi hanno condotto ad uno scenario di riferimento che oltre a dover essere realistico doveva anche consentire una valutazione di entità non trascurabile di impatto sul sistema elettrico e sul comportamento ambientale. Focalizzando l’attenzione sui veicoli (PEV/PHEV) si è arrivati a formulare l’ipotesi che al 2030 i veicoli elettrici plug-in possano rappresentare circa il 25% del parco circolante ed avere un market share del 50% (con una prevalenza dei veicoli PHEV rispetto a quelli PEV).
Il secondo step logico del progetto è stata la valutazione del consumo energetico dei veicoli PEV/PHEV. Utilizzando una metodologia, messa a punto dal Politecnico di Milano basata su rilevazioni tramite accelerometri e girometri inerziali interfacciati con un rilevatore di posizione GPS, in funzione delle caratteristiche fisiche del veicolo (peso, caratteristiche geometriche ecc.), dello stile di guida e delle tipologie di percorso, è stato ricavato il profilo di consumo energetico specifico.
Alla luce dell’evoluzione del parco auto circolante e dei consumi energetici specifici individuati, è stata quindi condotta un’analisi per valutare, a partire dalle percorrenze medie dei veicoli, la domanda di energia elettrica associata.
A questo riguardo sono stati elaborati due scenari caratterizzati uno dalla presenza e l’altro dall’assenza del previsto sviluppo dei veicoli elettrici. Dal loro confronto sono poi state effettuate valutazioni dell’impatto sul sistema elettrico. Il risultato sintetico finale è che al 2030, in base allo scenario ipotizzato, la domanda relativa alla ricarica dei veicoli elettrici implicherebbe un aumento della domanda di energia elettrica di poco superiore al 4% e la crescita del parco di generazione necessario a soddisfare l’incremento della domanda elettrica risulta anch’essa limitata.
Questo risultato dimostra come l’inserimento di flotte anche significative di veicoli elettrici non sposti significativamente le necessità di generazione rispetto ai trend evolutivi previsti.
Dall’analisi dell’impatto ambientale dovuto alla progressiva affermazione del veicolo elettrico plug-in in sostituzione di veicoli tradizionali a combustione interna, si è visto che ciò comporta una significativa riduzione delle emissioni per i trasporti su strada con valori che vanno dal 14% al 27% in funzione dei diversi inquinanti considerati.
È stato infine valutato il potenziale impatto sulla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione della ricarica di veicoli PEV/PHEV. Le elaborazioni sono state realizzate facendo riferimento ad un modello di rete riconosciuto valido a livello europeo, utilizzando un profilo di carico che prevede un’ipotesi di penetrazione dei PEV/PHEV variabile tra il 5% ed il 20%, ed un profilo di ricarica di tali veicoli incentrato sulla ricarica notturna.
I risultati ottenuti hanno evidenziato un aumento dell’utilizzo delle linee (o dei cavi) e dei trasformatori e una maggior caduta di tensione specialmente sui nodi lontani dalle partenze dei feeder. Inoltre l’inserimento della ricarica dei veicoli elettrici, se da una parte aumenta il carico notturno contribuendo a spianare il profilo, dall’altra contribuisce ad innalzare il livello di picco, specialmente per le utenze residenziali. Tali utenze hanno, infatti, il picco spostato verso la tarda sera, momento in cui le auto elettriche potrebbero essere verosimilmente collegate.
Una possibile soluzione al problema potrebbe essere rappresentata dalle reti elettriche intelligenti (smart grids), in quanto l’integrazione delle infrastrutture di ricarica con sistemi di gestione intelligente della rete elettrica (nei quali dovrebbero essere inclusi anche tecnologie per servizi a valle del contatore evoluti in concorrenza) potrebbe consentire di ottimizzare le potenze messe a disposizione per la ricarica dei veicoli elettrici e di rispettare i vincoli di rete imposti dalla normativa. Interessanti anche servizi resi alla rete da aggregati virtuali di accumuli fissi o dei veicoli stessi, messi in rete mediante servizi vehicle-to-grid (V2G) che possono facilitare la gestione dei flussi energetici e aumentare la produzione da fonte rinnovabile connettibilile e transitante per la rete e diffonderne maggiormente l'utilizzo.
da QE
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