Il veicolo elettrico come dispositivo di accumulo di energia domestica: come funziona la ricarica bidirezionale

L'idea di fornire elettricità alla propria casa tramite la batteria di un'auto elettrica sembra estremamente innovativa. Ma mentre alcuni aspetti sono già stati implementati con successo, altri devono ancora affrontare sfide.

Lo stoccaggio dell’elettricità potrebbe aumentare l’indipendenza dai fornitori di energia
Finora solo pochi veicoli e stazioni di ricarica sono adatti a questo scopo
Gli standard e i regolamenti devono ancora essere sviluppati dai legislatori e dall’industria
Il veicolo elettrico come accumulatore di energia

Molte persone vogliono essere più indipendenti dal fornitore di energia elettrica. Chi ha già installato un impianto solare sul proprio tetto è già un passo avanti. Tuttavia, è difficile coprire più del 30% del proprio fabbisogno energetico con la sola energia solare, poiché il tempo e il consumo di elettricità variano notevolmente da un giorno all'altro.

Per aumentare questa quota, la domanda di grandi sistemi di accumulo a batteria sta diventando sempre più importante. Tuttavia non sono convenienti: attualmente bisogna preventivare tra 750 e 1200 franchi per ogni kilowattora di spazio di stoccaggio. In generale, maggiore è la capacità, minore è il prezzo medio per kWh.

Allora perché acquistare un sistema di accumulo di energia separato quando l’auto elettrica ha già una batteria? L'auto elettrica potrebbe immagazzinare l'elettricità in eccesso, ad esempio proveniente dall'impianto solare, durante il giorno e rilasciarla nuovamente quando necessario, ad un dispositivo elettrico, alla rete domestica o alla rete elettrica.

Molti esperti vedono questa opzione, la ricarica bidirezionale, come un passo significativo verso una maggiore sicurezza energetica: le batterie per auto che non solo possono assorbire elettricità ma anche restituirla potrebbero aiutare a bilanciare la fluttuante fornitura di energia da fonti rinnovabili.

Ricarica bidirezionale: una panoramica di come funziona

Con la ricarica bidirezionale l’elettricità fluisce in due direzioni: prima dalla rete all’impianto di accumulo e poi di nuovo dall’impianto di accumulo alla rete. In linea di principio molti apparecchi dispongono già di questa funzione. Ogni batteria immagazzina e fornisce elettricità, ad esempio laptop e power bank alimentano i dispositivi mobili.

Tuttavia, la ricarica bidirezionale con la batteria di un’auto elettrica richiede un ulteriore passaggio. I veicoli elettrici utilizzano corrente continua (CC), mentre le famiglie utilizzano corrente alternata (CA). Pertanto, durante la ricarica la corrente alternata deve essere convertita in corrente continua. Ciò è reso possibile da un raddrizzatore nel caricabatterie di bordo del veicolo o in una wallbox DC. Per reimmettere l'elettricità nella rete è necessario un inverter.

Al contrario, la corrente continua della batteria dell'auto deve essere riconvertita in corrente alternata se si vuole restituire l'elettricità alla casa o alla rete elettrica. Ciò richiede anche un adeguamento tecnico.

V2L, V2H, V2G: tre varianti

Esistono tre versioni di ricarica bidirezionale. La variante più semplice, già disponibile in alcuni modelli, prevede che il veicolo elettrico sia dotato di una presa Schuko convenzionale alla quale è possibile collegare i dispositivi elettrici durante la marcia. Questa funzione è chiamata Vehicle-to-Load (V2L) o Vehicle-to-Device (V2D). Veicoli come Hyundai Ioniq, Kia Niro o modelli MG offrono questa opzione. Sebbene non si tratti di un'innovazione rivoluzionaria, è comunque molto pratica, soprattutto per i campeggiatori o per le persone che hanno bisogno di energia in movimento, come gli artigiani che hanno bisogno di far funzionare o caricare strumenti.

La seconda variante prevede che l'auto elettrica collegata alla Wallbox rilasci energia nella rete domestica. Questo si chiama Vehicle-to-Home (V2H). Come per la ricarica, il veicolo elettrico viene collegato alla Wallbox interna e, se necessario, ad esempio se l'impianto solare sul tetto non fornisce corrente, la corrente precedentemente caricata viene utilizzata per il consumo interno della casa.

L’opzione più impegnativa è quella di alimentare l’elettricità immagazzinata nella batteria non solo in casa, ma anche nell’intera rete elettrica: Vehicle-to-Grid (V2G). L’idea alla base è quella di creare una “centrale elettrica virtuale” collegando molte migliaia di veicoli elettrici per aiutare a stabilizzare le forniture energetiche, soprattutto durante le ore di punta mattutine e serali, quando molte famiglie accendono i dispositivi elettrici contemporaneamente.

Questi veicoli supportano la ricarica bidirezionale:

Sono molte le case automobilistiche che affermano che le loro auto possono ricaricarsi in modo bidirezionale. In effetti, solo Nissan può farlo con la Leaf e l'NV200. Nel 2024 potrà farlo anche la Volvo EX 90: il resto è aria fritta.
Lo standard per la ricarica bidirezionale è in vigore e la tecnologia per la ricarica bidirezionale è già disponibile. In modo che funzioni senza intoppi e, per quanto possibile

Soprattutto, la casa deve avere un sistema di gestione intelligente dell'energia che registri il consumo di elettricità dell'abitazione e, se è presente un impianto fotovoltaico, mostri quanta elettricità autoprodotta è disponibile.

Il sistema deve anche essere in grado di monitorare il livello di carica dell'auto elettrica e calcolare quanta energia dovrebbe essere prelevata dalla batteria in un dato momento. Ciò potrebbe essere necessario a causa delle fluttuazioni nella disponibilità dell'energia solare o nella carica rimanente della batteria per il viaggio successivo.

La norma corrispondente è stata pubblicata dall'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) nell'aprile 2023: ISO 15118-20. Regola la comunicazione tra il veicolo elettrico e la stazione di ricarica, ad esempio una wallbox, per la ricarica bidirezionale.

Ora i produttori di wallbox, veicoli elettrici e sistemi di gestione dell'energia devono immettere sul mercato prodotti conformi agli standard e reciprocamente compatibili a prezzi economicamente giustificabili.

Gestione del carico per l'intera rete elettrica Una gestione intelligente del carico sarà fondamentale se l'elettricità non deve essere utilizzata solo nella propria abitazione (Vehicle-to-Home, V2H), ma anche essere immessa nella rete elettrica generale (Vehicle-to-Home). -Griglia, V2G). La carica e la scarica, potenzialmente di un gran numero di batterie di veicoli elettrici, devono quindi essere sincronizzate con la domanda e l’offerta.

Un’altra sfida è regolamentare la fatturazione presso il fornitore di energia elettrica per la corrente immessa. Potrebbe essere necessario sviluppare soluzioni simili a quelle per l'alimentazione dell'energia solare, adattate alle esigenze dell'elettromobilità.

Esistono inoltre notevoli differenze tecniche tra i vari modelli di auto elettriche, dalla dimensione della batteria al voltaggio dell’impianto elettrico di bordo. Le connessioni domestiche e le wallbox devono essere in grado di far fronte a queste differenze per evitare malfunzionamenti, cortocircuiti o danni alla batteria.

Non è inoltre chiaro come i produttori di automobili si occuperanno della garanzia della batteria del veicolo se questa sarà approvata anche per la ricarica bidirezionale. Dopotutto, la batteria verrebbe caricata e scaricata più frequentemente rispetto al normale utilizzo per la guida da sola. È aperta anche la questione della responsabilità per eventuali danni all'impianto in caso di malfunzionamenti.

Sono necessarie nuove leggi Il legislatore deve affrontare diverse sfide. Dal punto di vista legale, le auto elettriche sono attualmente classificate solo come autovetture e non come accumulatori di batterie, per le quali talvolta si applicano requisiti legali più severi. Occorre inoltre chiarire come viene trattata ai fini fiscali l'energia elettrica immessa. Questa è una domanda complessa