Gestione del carico – significato e utilità

Se la potenza di ricarica non viene ridotta manualmente dal conducente, un’auto elettrica standard si ricarica a una wallbox trifase fino a 11 kW. Se quindi un veicolo richiede 11 kW, due auto elettriche ne necessitano 22 kW, e 50 veicoli elettrici richiederebbero teoricamente 550 kW di potenza di connessione.

A questi "assorbitori di energia" in garage o sotto la tettoia si aggiunge poi anche il consumo elettrico degli appartamenti, che si colloca su un livello simile a quello dei veicoli elettrici. Il fabbisogno totale diventerebbe quindi considerevole, e negli edifici esistenti bisognerebbe quasi raddoppiare la potenza di allacciamento disponibile a causa delle auto elettriche.

Tuttavia, i coniugativi usati fanno capire che questi numeri sono valori puramente teorici.

La pratica è ben diversa dalla teoria. Infatti, non tutti i veicoli si ricaricano contemporaneamente alla massima potenza, proprio come in nessuno stabile tutte le cucine, forni, lavatrici, ecc. sono in funzione nello stesso momento.

Per questo motivo, nella progettazione dell’infrastruttura si utilizza il cosiddetto fattore di contemporaneità (GZF – Gleichzeitigkeitsfaktor). Questo fattore si basa su dati empirici raccolti dai gestori di rete, combinati con un margine di sicurezza che garantisce comunque la copertura di eventuali picchi statistici.

Il GZF rappresenta quindi una soluzione pratica, adottata in molti ambiti per utilizzare le risorse in modo efficiente: – le condutture dell’acquedotto sono progettate per permettere a molte persone di fare il bagno contemporaneamente, – ma non a tutti gli abitanti di una città allo stesso tempo; – negli ospedali ci sono letti solo per una frazione della popolazione; – e negli uffici non ogni dipendente ha una stampante personale.

Nell’esempio con 50 auto elettriche ciascuna con una potenza di ricarica di 11 kW, il fattore di contemporaneità (GZF) è di circa 0,28. Ciò significa che, invece dei 550 kW teorici sommati, sono necessari solo circa 155 kW di potenza di connessione.

Per un’infrastruttura di ricarica in un edificio con molte wallbox è assolutamente necessaria un’unità di controllo. Già 20 auto elettriche che si ricaricano contemporaneamente alla massima potenza farebbero salire enormemente il fabbisogno di energia.

Per evitare in ogni caso il sovraccarico dell’impianto elettrico dell’edificio, un’unità di controllo decide quanta potenza può essere messa a disposizione per la ricarica.

Questa distribuzione dell’energia tra i consumi dell’edificio e i veicoli si chiama gestione del carico.

Nella distribuzione della potenza si può distinguere tra gestione del carico statica e dinamica.

Nel caso della gestione del carico statica, alle stazioni di ricarica viene assegnato semplicemente un limite massimo fisso di potenza. Non ricevono più di questo, indipendentemente dal numero di veicoli collegati.

Questa potenza massima viene poi suddivisa in modo uniforme tra tutti i veicoli collegati. In questo modo, la connessione dell’edificio non viene mai sovraccaricata, ma spesso non viene nemmeno sfruttata appieno.

Nella gestione del carico dinamica, il sistema di controllo delle stazioni di ricarica comunica con il contatore energetico dell’edificio. In questo modo, reagisce in tempo reale al fabbisogno energetico degli appartamenti – che ha sempre la priorità – e distribuisce la potenza disponibile ai veicoli collegati.

Una gestione intelligente del carico di questo tipo consente di ridurre ulteriormente il dimensionamento della potenza di connessione negli edifici nuovi o di sfruttare meglio la potenza disponibile negli edifici esistenti. Questo utilizzo smart si basa sul tipico andamento giornaliero dei consumi degli abitanti: se, dal tardo pomeriggio, aumentano l’uso di fornelli, forni, lavastoviglie o phon, allora rimane meno energia per la ricarica delle auto elettriche. Tuttavia, la disponibilità dei veicoli elettrici non ne risente – dopotutto, la maggior parte dei veicoli è appena stata parcheggiata.

Quando poi, durante la notte, il consumo degli appartamenti diminuisce, le auto elettriche possono assorbire più potenza e saranno sufficientemente cariche al mattino. In questo modo si evitano i picchi di carico.

A sinistra il fabbisogno di potenza giornaliero di un edificio residenziale con 50 auto elettriche senza gestione del carico, a destra con gestione dinamica del carico. La potenza di connessione necessaria può così essere ridotta a circa un terzo.

In collaborazione con il fornitore di energia Linz AG, l’impresa edilizia Neue Heimat, la Technische Universität Wien e l’agenzia per la gestione ambientale ETA, KEBA Energy Automation ha avviato il progetto Urcharge (Urban + Charge).

In un esperimento della durata di sei mesi è stata dimostrata la fattibilità del funzionamento continuo di 51 auto elettriche e 51 punti di ricarica in un grande complesso residenziale senza dover aumentare la potenza di connessione dell’edificio.

I principali risultati del progetto Urcharge sono stati: – L’alimentazione dell’impianto elettrico dell’edificio è stata garantita in ogni momento – Gli interventi del sistema di gestione del carico non sono stati percepiti dagli utenti, che hanno potuto utilizzare i loro veicoli elettrici in modo normale e senza limitazioni.