Auto elettriche: nuovo studio per l’approvvigionamento di energia

Che il mercato delle auto elettriche, nonostante le difficoltà infrastrutturali e logistiche, sia fortemente in ascesa è un dato di fatto, testimoniato anche dal numero delle auto acquistate negli USA nel 2013 che ammonta a 96.000. È innegabilmente un mercato di nicchia rispetto a quello della auto in generale, che però ha fatto registrare  un incremento dell’84% rispetto all’anno precedente: basti pensare che nel solo Vermont, a partire da gennaio 2014, sono stati 679 i veicoli con plug-in, secondo la Vermont Energy Investment Corporation,  con una crescita del 200% rispetto al 2013.

Buone notizie quindi sul versante ambientale sia per quanto riguarda il consumo di petrolio sia per l’inquinamento atmosferico. Ma è anche necessario fare i conti con il fatto che questi plug-in devono essere tutti collegati e alimentati, fatto che potrebbe mettere a dura prova l’invecchiamento dei sistemi di distribuzione elettrica della nazione, come per esempio i trasformatori e i cavi sotterranei, soprattutto nei momenti di picco della domanda. E allora la domanda nasce spontanea: come gestire tutte queste vetture alla ricerca di una presa contemporaneamente senza generare crash nella rete o spingere le tariffe alle stelle? 

Secondo un team di scienziati della University of Vermont esisterebbe una nuova soluzione, che viene spiegata in un artcolo pubblicato su  IEEE Transactions on Smart Grid, un giornale dell’Istituto di Electrical and Electronics Engineers.

“La chiave del nostro approccio è quello di frazionare in pezzi più piccoli, in pacchetti, la richiesta di potenza di ogni auto”, afferma Jeff Frolik, docente presso la Facoltà di Ingegneria e di Scienze Matematiche e co-autore del nuovo studio. “Con l’utilizzo crescente della rete nazionale di ‘contatori intelligenti’ – una nuova generazione di contatori elettrici casalinghi che comunicano informazioni avanti e indietro tra una casa e le utenze – il nuovo approccio permetterebbe di ricaricare l’auto per cinque o dieci minuti alla volta, per poi  tornare in strada e fare un’altra richiesta di potenza”. 

La strategia del team permetterà alle utenze elettriche di distribuire la richiesta dei veicoli plug-in durante il giorno e la notte perchè le informazioni del contatore intelligente impediscono alla griglia di sovraccaricarsi. “Il problema dei picchi di potenza sta diventando sempre più evidente man mano che si ottiene più potenza intermittente – da eolico e solare – nel sistema,” dice Paul Hines, dell’UVM, esperto di sistemi di alimentazione e co-autore dello studio.  “C’è una crescente necessità di appianare lo squilibrio fra domanda e offerta”.

Allo stesso tempo, l’invenzione, in attesa di brevetto, potrebbe proteggere la privacy del proprietario dell’auto. Il dispositivo per la gestione della carica potrebbe essere situato a livello di una stazione sotterranea di zona e, dopo aver valutato l’impatto complessivo sulla griglia, laddove la domanda non sia troppo elevata, si potrebbero distribuire in modo randomico “pacchetti-ricarica” a quelle famiglie che ne stanno facendo richiesta.

La potenza viene ridistribuita grazie ad un algoritmo informatico chiamato “automa”, cuore pulsante del nuovo approccio, guidato dal calcolo delle probabilità, il che significa che tutti otterrebbero la propria quota.

Perché scorporare e spacchettare la richiesta delle auto plug-in rispetto a tutte le altre richieste elettriche in una casa? Poiché la nuova generazione di caricabatterie da auto, i cosiddetti “caricatori PEV di seconda generazione rappresentano il più grande carico di potenza in una casa: Frolik sostiene addirittura che “Il carico di un veicolo elettrico è sostanzialmente equivalente al carico di una casa. L’acquisto di un veicolo elettrico equivale all’aggiunta di un’altra casa in quel determinato quartiere”.

Se volessimo formulare l’ipotesi di un quartiere in cui ognuno compra un’auto plug-in, questo implicherebbe che la domanda di energia si raddoppi, ma la ricarica avverrebbe sempre negli stessi fili e negli stessi trasformatori, generando un sovraccarico. Per ovviare ad uno scenario del genere alcuni ricercatori stanno vagliando sistemi centralizzati di controllo ottimizzando l’uso efficiente della potenza disponibile – almeno in teoria.

Ma significa anche che i piloti devono da un lato essere favorevoli a fornire indicazioni in merito alle loro abitudini di guida o fissare orari definiti di ricarica della loro auto, contravvenendo al principio dell’automobile come strumento di autonomia.