Per le utility e gli operatori dei sistemi di distribuzione (DSO – Distribution System Operators), garantire la stabilità della rete elettrica attraverso un’efficiente gestione dei picchi di carico rappresenta una sfida critica e costante.

Il rapido incremento della domanda energetica in settori chiave, come i Data Center (dove l’adozione massiva dell’intelligenza artificiale sta spingendo i consumi a livelli senza precedenti), mette a dura prova la resilienza delle infrastrutture. Senza una gestione strategica, la crescita incontrollata del carico determina una riduzione dell’affidabilità, un aumento dei tassi di interruzione del servizio (outage) e un’impennata dei costi operativi dovuta allo stress della rete.

Tradizionalmente, le utility hanno risposto a queste criticità investendo nel potenziamento fisico della rete (nuova capacità di trasmissione e generazione). Oggi, l’innovazione tecnologica offre alternative più agili e sostenibili: le microgrid e i sistemi di Smart Charging per veicoli elettrici (EV). Queste soluzioni permettono ai DSO di modulare la domanda, implementare strutture tariffarie dinamiche e integrare le Distributed Energy Resources (DER) per un bilanciamento dinamico e ottimizzato.

Uno studio su 65 casi d’uso: ottimizzare la gestione dei picchi

Per comprendere meglio l’impatto sia dei sistemi di ricarica intelligente per veicoli elettrici sia delle microgrid (una combinazione di generazione solare, accumulo di energia con batteria e software) nella gestione dei picchi da parte delle utility, il Sustainability Research Institute ha recentemente pubblicato un rapporto esaustivo (disponibile in inglese) intitolato “Toward net zero buildings: The investment case for smart EV integration“. Questo rapporto, oltre ad analizzare i benefici economici per i proprietari di edifici e i livelli di soddisfazione dei proprietari di veicoli elettrici, esamina l’impatto della ricarica intelligente e delle microgrid sulla gestione dei picchi di carico.

Lo studio prende in considerazione cinque tipologie di edifici e 65 casi d’uso, valutando variabili come la penetrazione dei veicoli elettrici e le microgrid, in 13 diverse aree geografiche. Le tipologie di edifici analizzate includono grandi uffici, scuole, ospedali, centri commerciali e piccoli hotel.

In particolare, la ricerca esamina l’impatto odierno degli investimenti in una microgrid (con una microgrid dimensionata per ottimizzare il ROI secondo i livelli di penetrazione dei veicoli elettrici del 2025) e proietta tale impatto fino al 2035, ipotizzando scenari che prevedono un’importante crescita del numero dei veicoli elettrici. La ricerca conclude che tale investimento è a prova di futuro. Anche nel caso di una forte crescita della penetrazione dei veicoli elettrici, l’infrastruttura della microgrid può comunque supportare un elevato livello di ROI e soddisfazione dei proprietari.

Come può funzionare una strategia di gestione dei picchi su due fronti

Lo studio affronta domande importanti, tra queste come le microgrid (software + solare + batteria) riducono i problemi di picco e come i DSO e gli amministratori di condominio possono gestire centinaia di auto elettriche che arrivano ogni giorno (ad esempio, in Norvegia, pensando all’archetipo di edificio per uffici al 2035, 2.000 persone saranno dotate di 200 o più punti di ricarica). L’aumento dei carichi per la ricarica dei veicoli elettrici influenza sia le formule di gestione dei picchi che i costi dell’energia.

Lo studio rivela tre aree principali in cui le nuove tecnologie apporteranno benefici alla stabilità della rete, riducendo i sovraccarichi e rimandando costosi upgrade:

• Implementazione delle microgrid – Le attuali tendenze del mercato energetico favoriscono le microgrid e il solare fotovoltaico, un motore comune delle microgrid. I prezzi più bassi della generazione elettrica rendono le microgrid sempre più convenienti. Anche i prezzi dell’accumulo di energia elettrica stanno diminuendo, consentendo un autoconsumo più efficace dell’energia solare. Quando si decide di installare una microgrid negli edifici, la ricerca ha rivelato un recupero di capacità fino al 50%, lasciando spazio a nuovi carichi.
• Smart Charging per il Load Shifting – I dati dimostrano che la ricarica “unmanaged” (non controllata) porta l’80% degli edifici a superare i limiti di potenza contrattuale. Lo Smart Charging, invece, distribuisce la domanda nelle ore “off-peak” (Load Shifting), eliminando i sovraccarichi in tutti gli scenari modellati senza influire sulla disponibilità dei veicoli.
• Differimento degli investimenti (Capex Deferral) – Quando i DSO e le utility si trovano ad affrontare problemi di picco, tradizionalmente aggiungono costosi trasformatori MV e/o LV per risolvere il problema. Inoltre, la ricarica diretta dei veicoli elettrici (che opera senza specifici controlli del flusso di energia) rende necessario un aumento delle dimensioni dei “cavi” per l’erogazione della potenza elettrica (per esempio, la necessità di installare più linee in rame). L’installazione di queste nuove linee in rame richiede tempo e anni di pianificazione (tra i due e i cinque anni).

La ricarica intelligente per veicoli elettrici può aiutare a evitare tali scenari e rimandare la spesa iniziale. Aiuta a guadagnare tempo mentre la rete continua il suo processo di graduale modernizzazione. Attraverso la ricarica intelligente, i DSO possono ospitare più veicoli elettrici senza gravare particolarmente sulla rete. Ma la ricarica intelligente potrebbe non essere più sufficiente se si considera che i veicoli elettrici e le stazioni di ricarica continueranno a proliferare. Ecco perché quando i proprietari degli edifici integrano la ricarica intelligente con microgrid installate sul tetto, una combinazione di generazione solare e accumulo di energia, le utility possono sperimentare nel lungo termine molti benefici nella gestione dei picchi.

Ridurre il carico di picco mentre la domanda aumenta

Le conclusioni dello studio promosso dal Sustainability Research Institute sono chiare: oltre a minimizzare i problemi del carico di picco, la ricarica intelligente aiuta i DSO e le utility a rimandare gli investimenti in nuove costose connessioni della rete e trasformatori MV/LV. La ricarica intelligente consente all’operatore di rete di distribuire in modo più efficace i carichi crescenti della domanda di potenza. Inoltre, l’implementazione di microgrid riduce i picchi di consumo energetico perché i sistemi solari installati sul tetto forniscono elettroni extra, alleggerendo così il carico sulla rete.

Per approfondimenti scarica il paper di ricerca del Sustainability Research Institute (disponibile in inglese) “Toward net zero buildings: The investment case for smart EV integration“.