La batteria del veicolo elettrico viene caricata utilizzando vari tipi di caricabatterie. Un caricabatterie converte la forma di energia elettrica in corrente continua (DC) e carica la sua batteria.
Un veicolo elettrico con capacità di ricarica unidirezionale fungerebbe da carico sulla rete elettrica. Si collega direttamente alla rete di alimentazione e preleva energia per caricare la batteria delle auto elettriche e di altri tipi di Veicoli Elettrici.
Tuttavia, i veicoli elettrici sono carichi relativamente grandi che vengono collegati alla rete elettrica durante la ricarica. Ma quanto è grande una carica della batteria di un’auto elettrica?
Se un’auto elettrica con batteria da 60 kWh si carica all’80% in 6 ore, consumando 8 kWh/ora. In confronto, una famiglia tipica consuma meno di 5 kWh al giorno!
Questo da solo mostra quanto sarà il carico se un gran numero di auto elettriche è collegato alla rete per la ricarica.
Impatti sulla rete durante la ricarica nelle ore di punta
I veicoli elettrici in genere tornano a casa di notte e si collegano a una presa per la ricarica. Come spiegato sopra, un veicolo elettrico consuma una quantità relativamente grande di energia durante la ricarica, il che significa che un gruppo di auto elettriche collegate a un trasformatore aggiunge più carico ad esso.
Qual è il tempo di carico massimo?
Vediamo la tipica curva di carico di una famiglia. La richiesta di energia durante le ore 19:00-23:00 è molto più alta rispetto alle altre ore.
Un veicolo elettrico connesso alla rete elettrica aumenta ulteriormente il picco di domanda. Un aumento del carico nelle ore di punta riduce il fattore di carico della rete.
Il fattore di carico è il rapporto tra il carico medio e il carico massimo sul sistema di alimentazione in un momento specifico. Un fattore di carico elevato indica un consumo di elettricità relativamente costante e un fattore di carico basso indica un sistema con carichi elevati occasionali.
La produzione di elettricità deve avere la capacità di soddisfare la domanda di carico di punta e rimanere a livelli bassi durante la bassa domanda.
I veicoli elettrici collegati alla rete per la ricarica nelle ore di punta peggiorano la situazione. La rete elettrica fatica a soddisfare la domanda. Abbiamo mai sperimentato o sentito parlare di problemi alla rete dovuti alla ricarica delle auto elettriche?
In che modo i picchi di domanda influiscono sulla rete elettrica?
Durante i picchi di domanda, la corrente nei cavi di alimentazione aumenta. Le perdite nel trasformatore e nella linea di alimentazione aumentano e con esse la caduta di tensione nella linea di alimentazione.
Questa distribuzione incontrollata della carica dei veicoli elettrici sovraccarica i trasformatori, causando perdite termiche e riducendo la durata dei loro componenti (pezzi di ricambio). Infine, la qualità dell’energia (tensione, frequenza e forma d’onda) è influenzata dalla ricarica del veicolo elettrico.
Causando congestione nelle linee elettriche
In un’area in cui il numero di veicoli elettrici è elevato, si verificherà un aumento della domanda locale di energia, con il risultato che le linee di trasmissione dell’energia dovranno affrontare una forte pressione e causare problemi nella ricarica dell’auto elettrica nella rete elettrica. Anche altri tipi di impianti di ricarica causano problemi nella rete elettrica.
In che modo le stazioni di ricarica pubbliche influiranno sulla rete?
Questo sarebbe anche un carico irregolare sulla rete. I veicoli elettrici sono carichi elevati collegati alla rete durante la ricarica.
L’impatto del veicolo elettrico sulla rete elettrica sarebbe più negativo se il veicolo si ricarica nelle ore di punta. Dopotutto, le auto elettriche influiscono solo negativamente sulla rete elettrica? No, non necessariamente poiché possono fare qualcosa di positivo per potenziare la rete se la loro gestione della carica è corretta.
Bilanciamento del carico con un veicolo elettrico
Anche l’impatto delle centrali elettriche sulla rete elettrica può essere positivo! Le auto elettriche sono grandi carichi collegati alla rete. Come abbiamo visto nella curva di carico, le cariche elettriche non sono sempre distribuite uniformemente e la generazione di energia segue questo schema.
Tuttavia, le reti di corrente elettrica affrontano una produzione di energia sbilanciata e la maggior parte della capacità per unità di tempo è tenuta vincolata.
Una rete elettrica in grado di controllare la domanda di energia del cliente può imporre una tariffa basata sul tempo di utilizzo. Costo elevato nelle ore di punta e basso costo nelle ore non di punta.
Facciamo un pensiero più avanzato
E se un’auto elettrica potesse alimentare la rete?
Se un veicolo elettrico può fornire energia alla rete durante il periodo di picco di carico, invece di prelevare energia, il fattore di carico può essere ridotto.
Pertanto, perdite, caduta di tensione, alta pressione nella stazione di generazione e altri svantaggi del carico di picco possono essere efficacemente ridotti al minimo.
I vantaggi dell’annullamento dei picchi di carico e della linearità del carico rendono le reti di alimentazione in grado di favorire la ricarica programmata dei veicoli elettrici (ore non di punta).
Un convertitore a due vie per il flusso di potenza da e verso la batteria del veicolo è necessario per eliminare i picchi di consumo.
L’idea non è altro che: Vehicle to Grid (V2G). Ma chi collega un veicolo a meno che non debba ricaricare un’auto elettrica?
Sono necessari incentivi per l’implementazione e il successo della tecnologia V2G. Il proprietario di un’auto elettrica collega la sera il proprio veicolo al sistema di ricarica di casa, per caricarlo completamente fino al mattino successivo.
Tuttavia, un veicolo non necessita di più di 12 ore per ricaricare completamente la batteria. Pertanto, è possibile prelevare energia dalla sua batteria durante le ore di punta e ricaricarla durante le ore non di punta.V2G è possibile e può aiutare la rete elettrica così come il proprietario dell’auto!.
Conclusione
I veicoli elettrici influiscono sulla rete elettrica durante la ricarica. La ricarica incontrollata delle auto elettriche influisce in modo significativo sulla qualità dell’energia della rete elettrica.
Una ricarica bidirezionale ben gestita del veicolo elettrico può ridurre l’impatto negativo del veicolo elettrico sulla rete elettrica, necessario con l’aumento del numero di auto elettriche.
L’impatto del veicolo elettrico sulla rete elettrica sarà indirizzato verso la stabilizzazione del sistema di alimentazione.
Ricaricare un’auto elettrica programmata per supportare la rete nelle ore di punta come microgeneratore e come carico nelle ore non di punta è davvero utile per la rete di distribuzione elettrica.
