Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale ... · luglio 2009 in ottemperanza del...

Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Milano 24/11/2011 – Giuseppe Mauri27.09.2012 Como, Giuseppe Mauri

Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale diffusione

dei veicoli elettriciGiuseppe Mauri e Michele de Nigris

Veicoli elettrici ricaricabili da rete: sfide e opportunità da cogliere, Milano 24/11/2011 – Giuseppe Mauri27.09.2012 Como, Giuseppe Mauri - 2 -

Il progetto di ricerca in corso in RSE: un approccio multidisciplinare

Che cosa è cambiato oggi rispetto al passato?



Il progetto sulla mobilità elettrica si inquadra nel

contesto della Ricerca per il Sistema Elettrico nell’ambito

dell’Accordo di Programma tra RSE ed il Ministero dello

Sviluppo Economico - D.G.E.R.M. stipulato in data 29

luglio 2009 in ottemperanza del DM, 19 marzo 2009.

RSE è protagonista del progetto Europeo Green E-motion

che raccoglie costruttori automobilistici, municipalità,

distributori elettrici, centri di ricerca e università, con

l’obiettivo di dimostrare soluzioni di mobilità elettrica

interoperabile e scalabile in diverse località europee. RSE

membro del SAB di Grid for Vehicle.

RSE partecipa al progetto pilota A2A – E-Moving

attraverso l’uso di un veicolo elettrico e le

sperimentazioni sulla colonnina di ricarica A2A


Le domande affrontate nel progetto



Breve storia degli autoveicoli elettrici




• Gli autoveicoli sono nati elettrici nel 1842• Invenzione motore a combustione interna 1853• Taxi New York 1897: tutti elettrici• Inizio ‘900 – disponibili autoveicoli elettrici, vapore, benzina

Auto elettricaLondra, 1884



• Picco vendita auto elettriche 1912

• Scoperta di grandi giacimenti di petrolio

• Invenzione dell’avviamento elettrico• Disponibilità di strade confortevoli di notevole lunghezza

• Catene di montaggio ideate da Henry Ford, portarono ad una massiccia diffusione delle auto a combustione interna dal 1920



• Driver principali della mobilità elettrica:

– Incremento del prezzo del petrolio

– Coscienza ambientalista

• Barriere principali:

– Inadeguatezza degli accumulatori

1) 1864: forte aumento della domanda e offerta insufficiente; 2) 1980: calo del 10% delle forniture;

3) 2008: stagnazione nella fornitura a fronte di una forte domanda, in parte alimentata dalla crescita della Cina.

CO2

Temperaturamedia

Prezzo barile attualizzato in $

Ricorsi storici


La recente evoluzione tecnologica


Che cosa c’è di nuovo oggi rispetto al passato?


1 - La recente evoluzione tecnologica

– Evoluzione nella tecnologia degli accumulatori

– Le comunicazioni con la rete divenuta intelligente “smart grid”: tecnologia ICT


Rete intelligente Casa

intelligente

Veicoli ricaricabili

da rete

Generazionedistribuita

Segnali disistema

Segnali dimercato

ICT per lagestione

dell’energia

Produttore – Consumatoredi energia elettrica

Comunicazionibidirezionali

Fuel Cell

Ora

Siamo Qui


1. Riduzione inquinamento nelle città• Inquinanti primari prodotti dalla combustione (es.

polveri sottili, NOx, SOx ecc.)

2. Contenimento delle emissioni CO 2

• Miglioramento dell’efficienza energetica nella conversione “well to wheel” (dalla sorgente alle ruote) - effetti anche bilanci pagamenti

3. Sfruttamento ottimo delle rinnovabili non programmabili

• possibilità di accumulo l’energia rinnovabile non programmabile (Eolico, Fotovoltacio)

2 - Esigenze delle Istituzioni



Mobilità elettrica e sistema elettro-energetico



Mobilità elettrica e sistema elettrico

Dimensione / Impatto

Motore acombustioneinterna

Motoreelettrico

Batterie

ImpattoAmbientale locale

(Rielaborazione RSE su fonte prof. Savaresi, Polimi)

Veicoli dimaggior Interesse

Veicoli elettrici: tecnologia



Di maggior interesse sono i veicoli elettrici ricaricabili da rete con discreta autonomia in elettrico, ovvero una

discreta capacità di accumulo (almeno 10 kWh) :

� Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV� Battery Electric Vehicle: BEV




• Con la tecnologia attuale, le batterie delle auto BEVBEV consentono un’autonomia che si aggira attorno a 150 km150 km : sono quindi adatte ad un uso urbanouso urbano

• Per contro le auto PHEVPHEV sono molto più flessibili e il loro impiego comprende le aree extracomprende le aree extra --urbaneurbane

es. OPEL Ampera ibrida “serie”� 60 km solo elettrico� 500 km con motore termico

[RSE/Benini]

BEV vs. PHEV



CapacitàConsumo medio (1)

Autonomiain elettrico

(ciclo standard)

Veicoli BEV segmenti A e B

(< 1000 kg)16 kWh 125 [Wh/km] 130 km

Veicoli BEV segmenti C e D

(1000<kg< 2000)30 kWh 180 [Wh/km] 170 km

Veicoli PHEV segmenti C e D

(1000<kg< 2000)16 kWh 0.04 [L/km] 60 km

(1) Dato relativo al consumo in condizioni operative standard (cioè senza includere consumo condizionatore, etc..): tali fattori possono essere tenuti in considerazione dividendo il valore in tabella per 0,9




Giugno 2011 - Consumi rilevati per percorsi superio ri a 50 km

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

extra

misto

urbano

misto

misto

Tipo percorso

km tr

a ric

aric

he c

ompl

ete

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

Wh/

km

Wh/km ricaricheWh/km prog.km percorsi

Veicoli elettrici: consumi monitorati su un veicolo di 1600 kg



(Fonte CEI-CIVES)

Veicoli elettrici: percorrenza media consumatore europeo


Mobilità elettrica e qualità dell’aria



Bruxelles, 24 novembre 2010

• Ambiente – qualità dell'aria: Cipro, Italia , Portogallo e Spagna deferiti alla Corte per il mancato rispetto delle norme dell'UE

• La Commissione europea sollecita Cipro, Italia , Portogallo e Spagna a rispettare i valori limite di qualità dell'aria dell'U E per un inquinante atmosferico, il particolato fine o PM10. Tali Stati membri non hanno finora affrontato in modo efficace il problema delle emissioni eccessive di PM10. Su raccomandazione del commissario per l'ambiente Janez Poto čnik, la Commissione ha pertanto deciso di ricorrere alla Corte di giustizia contro Cipro, Italia, Portogallo e Spagna.

La qualità dell’aria: il particolato fine


[RSE/Riva]


PM2.5

20 µg/m3, valore limite

previsto dalla normativa

(dir. 2008/50/CE)

per la media annua

La qualità dell’aria: il particolato fine


[RSE/Riva]


trasporto su strada autoveicoli settore termoelettrico

PM2.5 - Contributo alla concentrazione media annua


[RSE/Riva]


AUTOVEICOLI

ALTRO TRASPORTO

STRADALE

RISCALDAMENTO

TERMOELETTRICO

RUOLO DELLE SORGENTI – es PM2.5 – PIANURA PADANA - gennaio


[RSE/Riva]



• Il consumatore europeo vuole poter contare sulle stesse autovetture per tutte le funzioni: flessibilità -> PHEV (all’inizio)

Percorrenze complessive suddivise per tipo di alimentazione

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

1990

1994

1998

2002

2006

2010

2014

2018

2022

2026

2030

Per

corre

nze

(Mkm

) PHEV

PEV

IBRIDE

GPL

DIESEL

BENZINA

BEV

(Fonte RSE, 2010)

Veicoli elettrici: ipotesi di diffusione in Europa

/CH4??


Milano - SO2 - media annua = 4.5 [ppb]

Sud0.01%

S. Termoel.5%

Altro Trasp. Strada

1%

Altri Settori92%

Trasp. Autoveicoli

1%

Ovest0.4%

BC1%

Est0.2%

Nord1%

Milano - NOX - media annua = 38.1 [ppb]

Sud0.0001%

S. Termoel.0.4%

Altro Trasp. Strada35%

Altri Settori38%

Trasp. Autoveicoli

27%

Ovest0.03%BC

1%

Est0.001%

Nord0.1%

Milano - O3 - media annua = 20.4 [ppb]

Nord17%

Est3%

BC39%

Sud1%

Trasp. Autoveicoli

8%

Altri Settori39%

Altro Trasp. Strada12% S. Termoel.

2%

Ovest18%

Milano - VOC - media annua = 202.8 [ppb]

Nord2%

Est0.2%

BC3%

Sud0.03%

Trasp. Autoveicoli

11%

Altri Settori65%


S. Termoel.0.04%

Ovest1%

Milano - PM2.5 - media annua = 33.2 [ug/m3]

Nord4%

Est1%

BC9%

Ovest3%

Trasp. Autoveicoli

14%

Altri Settori57%


S. Termoel.2%

Sud0.3%

SO2

NOx

O3

VOC

PM2.5

RUOLO DELLE SORGENTI – es MILANO


[RSE/Riva]


non sono considerate possibili riduzioni dei consumi e delle emissioni successive alla normativa EURO6

V 7.0

FC CO NOX NMVOC PM_exh CO2

Scenario [Tg] [Gg] [Gg] [Gg] [Gg] [Tg]

attuale 2005 24 1077 258 140 12 76

2030 no PEV/PHEV 28 370 42 36 0.8 86

2030 PEV/PHEV 22 303 36 29 0.7 68

riduzione % scenario PEV/PHEV

-20.6 -18.1 -14.3 -18.8 -13.8 -20.8

Variazione emissioni


[RSE/Riva]


Scenario 2030


Uno scenario al 2030

[RSE/Benini]

Scenario di penetrazione (n° di BEV e PHEV)



17,5 TWh17,5 TWh

Consumo al 2030: Consumo al 2030:

18,7 TWh18,7 TWh

perdite incluse perdite incluse

[RSE/Benini]

Domanda dovuta alle auto elettriche



• Anche in uno scenario come quello considerato, caratterizzato dauna domanda relativamente bassa, 10 milioni di auto elettriche ne determinano un incremento al 2030 inferiore al 5%inferiore al 5%

Scenario elettro-energetico: domanda

[RSE/Benini]

2012-2030+1,6% annuo

2012-2030+1,3% annuo

2006-2012+0,2% annuo

2006-2012+0,1% annuo


Fonte: Comune di Milano - Agenzia Mobilità Ambiente e Territorio, “Indagine sulla mobilità delle persone nell'area milanese”, Dicembre 2007

Profilo ricarica LENTA Profilo ricarica VELOCE

Profilo di MOBILITÀ




Domanda elettrica in un giorno di primavera anno 2030

Profilo di ricarica

[RSE/Benini]


Impatto sul sistema di Distribuzione


• La domanda di energia elettrica annua di un veicolo elettrico ricaricato sulla rete di distribuzione è confrontabile con i consumi di una famiglia media (2.700 kWh/anno)

• In funzione della penetrazione di veicoli elettrici si dovranno prendere provvedimenti di potenziamento delle reti di distribuzione o di gestione intelligente della ricarica attraverso le reti intelligenti (smartgrid)

Un’autoSegmento A-B(140 Wh/km)

1.680 kWh/anno

Segmento C-D(200 Wh/km)

2.400 kWh/anno

50 km/giorno (Percorrenza di riferimento)

240 giorni/anno (utilizzo annuo)12.000 km/anno (Percorrenza annua)

Un milione di auto

1,7 TWh/anno0,5 % produzione e.e.

2,4 TWh/anno0,7 % produzione e.e.

Maggiori flussi di energia sulle reti della distribuzione

Impatto della ricarica sul sistema di Distribuzione


Profilo di ricarica

SMARTGRIDRete intelligente Casa

intelligente

Veicoli ricaricabilida rete

Generazionedistribuita

Segnali disistema

Segnali dimercato

ICT per lagestione

dell’energia

Produttore – Consumatoredi energia elettrica

Comunicazionibidirezionali

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Controllo ricarica effettuato da una smartgrid

Trafo 160kVA

Trafo 160kVA

Senza controllo della ricarica

Infrastrutture di ricarica nodi delle smartgrid

Impatto della ricarica sul sistema di Distribuzione BT


Feeder 5 Feeder 4

23 Kv / 0,4 Kv 630 Kva

Feeder 3 Feeder 2

P =22,3 Kw Q=2,7 kvar

PBT 00880233

23 Kv / 0,4 Kv630 Kva

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

22,000

24,000

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 126 132 138 144 150 156 162

settima na dal 18 a l 24 gennaio 2010

P (

kw

)

totale al nodo

Potenza attiva

0,000

0,250

0,500

0,750

1,000

1,250

1,500

1,750

2,000

2,250

2,500

2,750

3,000

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 126 132 138 144 150 156 162

se ttimana dal 18 a l 24 genna io 2010

Q (

kva

r)

totale al nodo

Potenza reattiva

Potenziali da Dati disponibili per le reti BT


Consistenza rete, dati dei POD e Curva di carico per ogni POD (P, Q)


• Ricarica lenta : individuare il limite massimo di veicoli in ricaricaospitabili da una rete BT con e senza il controllo da parte di un algoritmo di ottimizzazione della ricarica implementabile in una Smart grid

• Algoritmo di ottimizzazione della ricarica: identificare un algoritmo di controllo che tenga conto della presenza di generazione non programmabile e che corregga eventuali errori di previsione con servizi forniti dai veicoli elettrici alla rete (V2G)

• Ricarica veloce : – Studiare l’impatto sulle reti MT delle stazioni di ricarica veloce allacciate

direttamente alle reti MT– Valutare l’impiego di accumuli nelle stazioni di ricarica veloce al fine

di: • sfruttare al meglio la tariffazione di energia a fasce (F1, F2 e F3)• minimizzare i costi di connessione alla rete e l’investimento in accumulo,

anche nell’ipotesi di un connessione alla rete BT

Impatto sulla rete elettrica delle diverse opzioni di ricarica


Considerare diverse rete e il carico settimanale (168h) della 3^ settimana del 2010 :

• 32 reti BT urbane di una grande città italiana

• Il feeder residenziale della

Rete CIGRE’

Curva

di carico

settimanale


Obiettivi e Finalità

• Rete MT mista urbana/rurale


Ricarica Lenta• Calcolato il numero di PEV in grado di ricaricarsi in una giornata evitando sovraccarichi della rete con

il metodo della time-dependent Hosting Capacity

• Partendo dal primo istante (mezzanotte) è stato

calcolato il numero massimo di PEV che possono

collegarsi alla rete “saturando” la tdHC. Esaurito il

tempo di ricarica, si ripete l’analisi della

“saturazione” per il periodo successivo fino a

quando non si è calcolato il numero di PEV che

sono in grado di collegarsi durante tutto l’arco

della giornata.

• Applicata a:

• Rete CIGRE’ (feeder residenziale)

• Rete urbana di una grande città italiana

time-dependent Hosting Capacity

= margine di energia


Risultati raggiunti


Trasformatori

Tratto di dorsale

Prese

PODs

Data Base reti BT

Curve di carico settimanale

(Potenza Attiva)

Curve di carico e margini in potenza ed energia “Hosting Capacity” delle reti BT f (p ricarica, t)


(Fo

nte

RSE,

20

10)


Load Curve for Main feeder E04183 - 02

Charge kW

Capacity

kWh/week

km/week

Syntetic Graph

Hour & Date

Hour & Date

N° CarsIn charge

Hosting Capacity

km/year

Load

Hos

ting

capa

city

Peak Off- peak

Ricarica Lenta: MARE (Margine Rete): SW per la valutazione sistematica dell“Hosting Capacity” di trasformatori, dorsali e Laterali


Risultati raggiunti


• Modulo: Analisi della sottotensione (tramite loadflow)

• Profili di ricarica aggiunti ai carichi tradizionali

• Integrazione in software MARE

• Set di dati di una settimana (168h)


Risultati raggiunti

Ricarica Lenta:MARE (Margine Rete): SW per la valutazione sistematica dell“Hosting Capacity” di trasformatori, dorsali e Laterali

Analisi di sottotensione per una settimana


L’analisi comparativa di diversi scenari di tdHC ha dimostrato che la

quantità di veicoli che la rete può accogliere è abbastanza elevata,

compatibile con la penetrazione di PEV attesa nei primi anni.

In uno scenario di elevata penetrazione della mobilità elettrica e nel

caso di ricariche non controllate su alcune reti BT, specialmente rurali,

potrebbero verificarsi casi di sottotensione nelle ore di massimo carico.

I problemi evidenziati possono essere risolti da un opportuno sistema

che controlla singolarmente ogni punti di ricarica (inclusi gli wall box

privati), ovvero da una Smart grid.


Risultati raggiunti

Ricarica Lenta:


Algoritmo di ottimizzazione della ricarica:• OPF orientato al rispetto dei vincoli tecnici di esercizio della rete

• ottimizzatore volto al soddisfacimento degli utenti in termini di costi e

qualità del servizio


Risultati raggiunti


Algoritmo di ottimizzazione della ricaricaRisultati – profili di carico Aggregato nodo R16

• I benefici derivanti dall’adozione di un profilo di ricarica ottimizzato sono un uso più razionale dell’infrastruttura senza pregiudicare la qualità del servizio di ricarica ed evitando il sovraccarico della rete

• I benefici rimangono rilevanti anche in caso di previsioni del carico non esatte rispetto al caso di ricarica non ottimizzata




• Il sistema di controllo di una Smart Grid può aumentare di almeno 10 volte il numero di EV che possono essere ricaricate in una rete BT, senza rinforzare al rete.


Servizi Ancillari per il sistema elettrico


Premessa :

• Per loro natura le autovetture passano la maggior parte del tempo ferme:

�in movimento per due ore al giorno �parcheggiate per le rimanenti 22 ore.

• un parco di un milione di auto elettriche ciascuna con possibilità di immagazzinare, oppure di immettere in rete energia pari alla metà della propria capacità (stimabile in 10 kWh per auto) costituirebbe una riserva di energia disponibile pari a 10 GWh, distribuita sulla rete.

• Ipotizzando 3 kW per ciascun punto di ricarica si potrebbe contare su una potenza pari a 3.000 MW, rilevante ai fini della gestione di un sistema elettrico nazionale anche delle dimensioni di quello italiano.

Smartgrid e auto elettriche per la fornitura servizi ancillari alla rete

Impatto della ricarica sul sistema elettrico nazion ale


Impatto della ricarica sul sistema elettrico nazionale

• 10 milioni di auto elettriche incrementano la domanda elettrica di pochi percento e non richiedono significativi incrementi di capacità di generazione

• Impatti più rilevanti possono aversi in termini di sovraccarico delle già congestionate reti di distribuzione urbane

• Il sistema di controllo di una Smart Grid può aumentare di almeno 10 volte il numero di EV che possono essere ricaricate in una rete BT, senza rinforzare al rete

• 10 milioni di auto elettriche possono essere una risorsa per fornire servizi ancillari per il sistema energetico nazionale


Tipi di ricarica


Infrastruttura di ricarica

– Lenta - potenza < 3,3-3,6 kW• Monofase AC (compatibile con rete BT)

– Rapida - potenza < 20 kW• Trifase AC (compatibile con rete BT)

– Super Rapida - potenza < 43 kW• Trifase AC (stazioni di ricarica allacciate alla rete MT)

– Extra Rapida - potenza > 43 kW• Ricarica CC (stazioni di ricarica allacciate alla rete MT)• Seconda presa su auto• Apparati di ricarica costosi: ordine 10-20 k$ per punto di ricarica

– Battery swap - potenza < limiti tecnologici della batteria• Stazioni di ricarica allacciate alla rete MT • Necessità spazi e apparati di movimentazione accumulatori

Velocità di ricarica

Periodo iniziale


53

Infrastruttura di ricarica

Linea MT

Tronco rete BT

TelecontrolloCabina AT/MT

TelecontrolloCabina MT/BT

TelecontrolloPunti di ricarica

Centro telcontrollo rete distribuzione

Soluzione colonnine

di ricarica singole

Tronco rete BT(in antenna)

Soluzione colonnine di ricarica a satellite

Processo di ricarica (lenta e rapida)

(Ene

rgia

Ele

ttric

a, n

°1 2

010,

pp

9 -2

2)

Giornata di studio: Impatto dell’auto elettrica sulla rete di distribuzione, Milano 29 Novembre 2011 – G.Mauri - 53 -


Ricarica VELOCE: impatto sulle reti MT


Provincia di Milano, scenario al 2030

• Percorrenza giornaliera parco auto: ~ 80.000.000 km/g• Percorrenza giornaliera parco auto elettrico: ~ 36.000.000 km/g• Consumo in elettrico: 140-150 Wh/km (perdite incluse)

Energia impiegata giornalmente dal parco auto elettrico: ~ 5GWh/g – auto con posto privato: 3,8 GWh/g (ricarica lenta)– auto senza posto privato: 1,2 GWh/g (ricarica veloce)

• Energia erogata giornalmente dal distributore medio : 1,1 MWh/g(1100 distributori attualmente in provincia di Milano)

Percorrenza giornaliera verso energia erogata

Scenario di mobilità 2010-2030


• Considerate le stazioni di ricarica in DC con potenze superiori a 50kW (tipicamente 50 – 200 kW DC)

• Le stazioni di ricarica possibilmente localizzate nei luoghi ove ora sono presenti i distributori di combustibili fossili:

– localizzati dove c’è una domanda reale– distribuiti in tutta Europa– presidiati durante le ore lavorative: sia sulle autostrade,

che nelle città e nei paesi– video-sorvegliati (o presidiati) durante la notte– già connessi alla rete elettrica – localizzati in prossimità (< 300 metri) di una linea MT– hanno spazio per accomodare batterie di accumulatori– hanno spazi per parcheggiare le auto– sono mappati nei sistemi di navigazione

• Gli attuali distributori potrebbero diventare distributori “IBRIDI”


Geolocalizzate dei distributori di carburante con potenziale di accogliere sistemi di ricarica veloce (Stazioni di servizio”Ibride ”)


Geolocalizzate le linee MT provenienti dalla cabina d i Lambrate

• Localizzazione in mappa satellitare dei nodi MT di 11 feeder collegati alla sbarra MT di Lambrate

• I feeder comprendono sia zone industriali, che residenziali



• Le stazioni di ricarica rapida sono un carico non modesto (100÷300 kW) connesso direttamente a nodi della linea MT

• Vengono individuati i nodi a cui è probabile vengano connesse le stazioni di ricarica rapida (in funzione della distanza dal nodo MT più vicino)


Stazioni di ricarica rapida: connesse alla rete MT


Profilo di ricarica veloce: per la stazione media della provincia di Milano



Studio di impatto sulla rete MT: analisi di sottote nsione

• Situazione limite: elevati transiti di potenza sulle linee

• Valutazione dell’impatto della ricarica rapida di EV in situazioni critiche della rete MT

• Assenza di dati su carichi distribuiti (illuminazione pubblica)



tempo [h]tempo [h]

Feeder LA23936

• Comprende linee aeree relativamente lunghe

• Si verifica il maggior abbassamento di tensione nel nodo terminale

• Con l’introduzione della ricarica rapida lungo il feeder (4 stazioni di ricarica) si hanno effetti modesti

• Abbassamento totale della tensione del 3%

Studio di impatto sulla rete MT: analisi di sottote nsione



Utilizzo di accumuli nelle stazioni di ricarica veloce


Tipologie d’impianto considerate: • Alta Capacità : ricarica notturna per sfruttare le differenze

tariffarie– Potenza sistema di accumulo dimensionata sulla potenza massima richiesta dai

dispositivi di ricarica veloce– Potenza da rete prevalentemente per la ricarica dell’accumulo (e per eventuali

picchi di carico/svuotamento accumulo)– Sfrutta bene le tariffa bi/tri-oraria (f1, f2, f3)

• Ottimizzazione dell’investimento : in accumulo e connessione alla rete (prelievo da rete costante h24)

– “polmone” utilizzato per i picchi di carico ed accumulare quando la richiesta di ricarica è bassa o nulla

– carico piatto per la rete circa costante – tariffa mono-oraria

Utilizzo degli accumuli nelle stazioni di ricarica veloce


• Comparazione in base alla taglia dell’accumulo dei costi a fine vita utile

• Vantaggi dall’accumulo solo se il delta di prezzo nelle fasce f1, f2 e f3 è molto grande (nell’ordine di Pf1/Pf3 = 2) e se il costo dell’accumulo al kWh non èeccessivo

• Profilo della richiesta da rete• Richiesta alla rete: 200 kW

dalle 23 alle 04

Accumulo di alta Capacità: ricarica notturna per sfruttare le differenze tariffarie


Alta capacità


• Presenta un carico quasi

piatto per la rete

(prelievo da rete quasi

costante nelle 24 ore)

• Sufficienti 60 kW dalle 07

alle 22

• Minimizza i costi di

investimento in accumulo

• Minimizza i costi di

connessione alla rete

• Compatibile con le reti BT

Ottimizzazione investimento

Accumulo tipo “Polmone” : Accumula quando la richiesta di ricarica è bassa o

nulla, utilizza la rete e l’accumulo per fare fronte ai picchi di richiesta di ricarica



• In uno scenario 2030, al netto di eventuali aumenti di domanda, la rete MT attestata alla cabina primaria di Lambrate sarebbe sufficiente a sostenere la ricarica rapida di veicoli elettrici anche senza la presenza di accumuli di energia

• L’utilizzo degli accumuli ai soli fini di sfruttare il differenziale di prezzo dell’energia (ore piene/vuote), ai prezzi attuali dell’energia, sarebbe possibile solo previa riduzione di almeno un ordine di grandezza del costo degli accumuli elettrici

• La presenza di accumuli nei distributori di ricarica veloce renderebbe possibile la connessione della gran parte delle stazioni direttamente sul lato di bassa tensione di cabine secondarie esistenti



Conclusioni


Conclusioni

• L’evoluzione degli accumulatori, le smart grid e le esigenze delleistituzioni spingono verso la mobilità elettrica

• La mobilità elettrica– inciderà marginalmente sull’aumento annuale dei consumi di elettricità– darà l’opportunità di sfruttare al meglio le fonti di energia diffuse non programmabili

e gli impianti di produzione di base

• Maggiormente interessate saranno le reti elettriche della distribuzione.– Le smart grid saranno la soluzioni anche per le nuove sfide: attraverso la misura

elettronica dell’energia, il telecontrollo dei punti di ricarica e l’integrazione dei p.ti di ricarica con i sistemi di gestione delle reti.

• La diffusione massiva dei veicoli elettrici à previs ta a partire da 2020

• Il sistema elettrico intende valorizzare le sinergi e possibili della diffusione della mobilità elettrica e delle risorse rinnovabili non programmabili


Questo lavoro è stato finanziato dal Fondo di Ricerc a per il Sistema Elettrico nell’ambito dell’Accordo di Programma tra RSE ed il Ministero d ello Sviluppo Economico - D.G.E.N.R.E. stipulato in data 29 luglio 2009 in ottemperanza de l DM 19 marzo 2009.

Questo lavoro è stato finanziato da:

Grazie per la vostra attenzione!

[email protected]

Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale ... · luglio 2009 in ottemperanza del...

Documents

Transcript of Impatto sul sistema energetico nazionale della potenziale ... · luglio 2009 in ottemperanza del...