Vehicle-to-Grid: memorizzazione della potenza su 4 ruote
Testo di Phillip Bittner
Illustrazioni di Yannic Hefermann
Le rinnovabili sono considerate la soluzione più sostenibile per il futuro dell’energia. In alcuni periodi, il sole e il vento producono quantità di energia elettrica tali da comportare una sovraproduzione. Dove è possibile immagazzinare l’energia in eccedenza? Una parte della soluzione sicuramente è offerta dai sistemi intelligenti per la gestione dell’energia, che comprendono anche i veicoli elettrici. Volkswagen collabora all’implementazione tecnologica di tali sistemi.
La svolta energetica procede in tutta Europa a pieno ritmo e sempre più corrente viene generata da fonti rinnovabili. E tutto ciò nonostante non si sia ancora trovata una risposta alla sfida più importante, ossia la discontinuità della disponibilità delle forniture. Infatti il vento non soffia sempre e lo stesso vale per il sole. A ciò si aggiungono poi eventi meteorologici estremi come tempeste autunnali, la cui intensità e il cui andamento sono perlopiù imprevedibili. Pertanto sarebbe ideale immagazzinare l’energia in eccedenza per poterla utilizzare successivamente a seconda del fabbisogno.
Una potenziale risposta alla domanda chiave dell’immagazzinamento dell’energia circola sempre di più sulle nostre strade: stiamo parlando delle vetture elettriche dotate di batteria. Quest’idea si basa sul concetto di V2G, ossia «Vehicle-to-Grid». La vettura elettrica viene collegata alla stazione di ricarica e integrata in modo intelligente nella rete elettrica: i sistemi di gestione dell’energia (EMS) coordinano infatti automaticamente la cessione e l’acquisizione di corrente.
L’EMS rappresenta il centro nevralgico della rete elettrica di casa e coordina in modo intelligente veicoli elettrici, wallbox, impianti fotovoltaici, riscaldamento e così via a seconda del fabbisogno.
L’unica cosa che devono fare i proprietari di un veicolo elettrico è collegare il cavo di ricarica.
«Per i gestori di rete è importante che i cosiddetti punti di connessione alla rete a cui sono allacciati i contatori siano flessibili», spiega il Dr. Gunnar Bärwaldt, esperto Volkswagen per l’integrazione dei veicoli alla rete. Tale aspetto assume importanza quando non si riesce a rispettare il consumo o l’immissione di corrente pianificati nelle reti, ad esempio, quando il sole non splende come previsto o il vento soffia più forte di quanto non si pensasse. Per garantire la stabilità delle reti bisogna dunque essere in grado di reagire a tali oscillazioni. Ed è proprio qui che in futuro entreranno in gioco i sistemi EMS.
Ecco uno scenario classico in una casa monofamiliare: sul tetto è installato un impianto fotovoltaico, la pompa di calore garantisce temperature confortevoli e nel garage è parcheggiata un’auto elettrica collegata a una wallbox. Il sistema EMS è un computer intelligente che coordina tutti i dispositivi allacciati alla rete di casa. «Se ad esempio c’è meno corrente del previsto a disposizione, la vettura elettrica ricarica meno o la pompa di calore va in pausa», spiega Bärwaldt. Allo stesso modo, nel caso in cui serva più elettricità, la vettura elettrica potrà sfruttare una potenza di ricarica superiore. Per di più, Volkswagen vuole fare in modo che le proprie vetture elettriche non siano solo in grado di immagazzinare corrente, ma anche di cederla. Ciò significa che l’energia residua del veicolo potrebbe confluire nella rete di casa per coprire temporaneamente il fabbisogno di corrente. A tale riguardo, Volkswagen ha già portato a termine con successo un progetto pilota con l’Istituto Fraunhofer. Tra qualche anno potremmo assistere alla produzione dei primi veicoli in grado di cedere la corrente immagazzinata (carica bidirezionale). «La possibilità di cedere la corrente immagazzinata nei veicoli amplia le possibilità di soluzione relative all’integrazione delle rinnovabili», afferma Bärwaldt.
Un domani, l’energia solare del proprio impianto fotovoltaico potrà alimentare l’auto elettrica grazie a una gestione intelligente dell’energia.
Attraverso la wallbox, che in futuro sarà in grado di ricaricare e scaricare la batteria, il veicolo elettrico si trasforma in un accumulatore temporaneo di energia elettrica.
Per garantire l’affidabilità di funzionamento dei sistemi EMS, in futuro i diversi soggetti collegati alla rete dovranno essere in grado di comunicare tra di loro. «A tale riguardo, il Gruppo Volkswagen si affida allo standard omogeneo di comunicazione EEBUS, che attraverso l’impiego di sistemi di gestione dell’energia permette un’interconnessione intelligente tra gli elettrodomestici e i dispositivi di casa per massimizzare l’efficienza energetica. Di conseguenza, la tecnologia di ricarica deve essere quanto più compatibile possibile con le tecnologie domestiche», spiega Bärwaldt. L’iniziativa EEBUS è volta ad assicurare un linguaggio unitario per tutti i dispositivi indipendentemente dal Paese e dal settore, creando una lingua dell’energia utilizzabile da ogni dispositivo e piattaforma a prescindere dal produttore e dalla tecnologia impiegata.
Per garantire che la comunicazione tra il veicolo elettrico e la stazione di ricarica sia automatizzata, Volkswagen prevede di implementare la norma ISO 15118 nei suoi modelli a partire dal 2022. In prospettiva, tale operazione varrà anche per la reimmissione di energia elettrica nella rete. Ciò sarà probabilmente possibile a partire dal 2022 nei primi veicoli.
Grazie alla gestione intelligente dell’energia, chiunque possieda una vettura elettrica avrà la certezza di giungere a destinazione anche se il sole non splende o se si scatena una tempesta autunnale.
Con le energie rinnovabili è necessario ricorrere a reti intelligenti in grado di regolare ad-hoc le capacità a seconda del fabbisogno. Solo così si potrà assicurare l’interazione smart di tutte le parti coinvolte.
Tutto ciò che devono fare i proprietari di una vettura elettrica è collegare il cavo di ricarica, al resto ci pensa il sistema EMS insieme al veicolo. Ciò vale anche per la fatturazione al fornitore di energia, che naturalmente pagherà il servizio prestato dai veicoli elettrici. Per questo Bärwaldt paragona l’EMS a una «vetrina piena di offerte» da cui si sceglie la più indicata per la vettura. «Gli algoritmi del veicolo decideranno se il prezzo per immettere in rete l’energia è adeguato o meno», spiega Bärwaldt.
Ma se le vetture elettriche diventeranno un fattore chiave della svolta energetica significa che in caso di bisogno i gestori delle reti avranno la precedenza? Gunnar Bärwaldt rassicura: «Ovviamente risolvere le complicazioni a breve termine costituirà una sfida. Ad esempio può darsi che il sistema EMS ci comunichi che per 10 minuti non sarà possibile ricaricare con la potenza prevista ma che successivamente sarà di nuovo disponibile la potenza massima». Quindi il conducente può stare tranquillo: l’autonomia minima precedentemente impostata sarà raggiunta. In questo modo, la ricarica avviene in modo pressoché invisibile per il cliente. Ma una cosa è certa: con il vantaggio massimo e lo sforzo minimo per l’utente a parità di comfort si farà la gioia dei clienti.
Tecnologie all’avanguardia firmate Volkswagen
Sul bolide elettrico da corsa ID. R Pikes Peak il peso della batteria fa la differenza: per massimizzare le performance la batteria deve infatti essere leggerissima e di dimensioni ridotte. Gli ingegneri di Volkswagen Motorsport hanno puntato sia sulla leggerezza delle batterie agli ioni di litio che sul recupero di energia, una tecnologia di serie nei modelli a propulsione elettrica. L’auto da corsa elettrica produce autonomamente circa il 20% dell’energia che le serve sfruttando la forza frenante.
