L AUTO ELETTRICA E LE RETI CHE GUIDANO IL FUTURO

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1 NUOVA MOBILITÀ: ESPERIENZE, RETI E PROSPETTIVE Focus sul mercato elettrico L AUTO ELETTRICA E LE RETI CHE GUIDANO IL FUTURO Monica CLEMENTE, Walter UKOVICH Dipartimento di Ingegneria e Architettura Università degli Studi di Trieste Treviso, Sala Conferenze Camera di Commercio 20 settembre 2013

2 SOMMARIO 1. IL CONTESTO 2. LA MOBILITÀ ELETTRICA 3. LE OPERAZIONI DI RICARICA 4. LE SMART GRIDS I. V1G II. V2G 5. CONCLUSIONI 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 2

3 IL CONTESTO MOBILITÀ URBANA COMBUSTIBILI FOSSILI PROBLEMI AMBIENTALI ECONOMICO-SOCIALI INSTABILITÀ nel PREZZO negli APPROVVIGIONAMENTI necessità di ridurre le emissioni inquinanti necessità di individuare alternative all alimentazione tradizionale VEICOLI ELETTRICI 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 3

4 LA MOBILITÀ ELETTRICA fattori SOCIALI fattori TECNOLOGICI resistenza al cambiamento diffidenza tecnologia non ancora matura infrastrutture non sufficienti OSTACOLI PRINCIPALI ELEVATO COSTO INIZIALE «ANSIA DA PERCORRENZA» 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 4

5 LE OPERAZIONI DI RICARICA 1. infrastrutture di ricarica 2. gestione operazioni di ricarica dimensionamento localizzazione tipologia utente Level of Service dumb charging rete elettrica perdite problema ECONOMICO variazioni di tensione problema QUALITATIVO SCHEDULAZIONE RICARICHE SMART GRIDS 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 5

6 SMART GRIDS smart grid «sistema elettrico integrato ove le azioni di tutti gli utenti connessi alla rete sono fra loro coordinate al fine di permettere una fruizione efficiente, sostenibile e sicura dell energia elettrica*» GENERAZIONE DISTRIBUZIONE TRASPORTO *Smart Grid Executive Report: Applicazioni, tecnologie e prospettive di sviluppo delle Smart Grid in Italia, Energy Strategy Group, Politecnico di Milano (2012) 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 6

7 SMART GRIDS paradigma classico FLUSSO UNIDIREZIONALE CENTRALI di GENERAZIONE ENERGIA UTENTE paradigma smart FLUSSO BIDIREZIONALE CENTRALI di GENERAZIONE ENERGIA DATI UTENTE 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 7

8 SMART GRIDS transizione verso il paradigma smart trasmissione distribuzione reti con un livello di intelligenza già elevato STRUMENTI «INTELLIGENTI» hardware software 1 passo CONTATORE ELETTRONICO 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 8

9 SMART GRIDS BENEFICI miglioramento EFFICIENZA generale del sistema ottimizzazione FORNITURA di energia maggiore ROBUSTEZZA ai guasti in rete miglioramento LIVELLO DI SERVIZIO per l utente finale OTTIMIZZAZIONE COSTI integrazione Distributed Energy Resources (DERs) fonti rinnovabili non programmabili STOCASTICITÀ equilibrio tra generazione e consumo più complicato 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 9

10 SMART GRIDS VEICOLI ELETTRICI 1. V1G (smart charging) flusso UNIDIREZIONALE di ENERGIA flusso BIDIREZIONALE di INFORMAZIONI 2. V2G (vehicle to grid) flusso BIDIREZIONALE di ENERGIA flusso BIDIREZIONALE di INFORMAZIONI 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 10

11 SMART GRIDS smart charging comunicazione tra veicolo e rete in real time schedulazione ricariche STATO ATTUALE DELLA RETE ESIGENZE UTENTE distribuzione del carico massimizzazione utilità TEMPORALE (valley filling) SPAZIALE 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 11

12 SMART GRIDS vehicle to grid V2G ENABLED VEHICLE* connessione alla rete elettrica connessione di controllo necessaria per la comunicazione con il gestore della rete sistemi di controllo e metering a bordo del veicolo CARICO DER *Kempton W, Tomic J., Vehicle-to-Grid Power Fundamentals: Calculating Capacity and Net Revenue, Journal of Power Sources, No.144, pp , /09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 12

13 SMART GRIDS vehicle to grid SERVIZI ANCILLARI regolazione di frequenza (riserva primaria e riserva secondaria) regolazione di tensione immissione di potenza extra durante i picchi di domanda immagazzinamento energia durante i periodi di bassa domanda RAPIDITÀ DI RISPOSTA 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 13

14 SMART GRIDS vehicle to grid veicoli di elettrici risorsa per migliorare l INTEGRAZIONE delle rinnovabili in rete MA ogni singolo veicolo elettrico può immettere in rete basse potenze (decina di kw) necessità di individuare COALIZIONI DI VEICOLI per la partecipazione al mercato dell energia 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 14

15 SMART GRIDS vehicle to grid controllo delle operazioni dei veicoli elettrici CENTRALIZZATA DECENTRALIZZATA AGGREGATORE conoscenza completa stato sistema computazionalmente oneroso 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 15

16 SMART GRIDS gruppo ORTS SISTEMA PER LA GESTIONE DELLE RICARICHE DI UNA FLOTTA DI VEICOLI ELETTRICI ESIGENZE UTENTE ESIGENZE RETE MODELLI DI OTTIMIZZAZIONE DA APPLICARE IN REAL TIME 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 16

17 SMART GRIDS 2 problemi di assegnazione interdipendenti ASSEGNAZIONE VEICOLO-STAZIONE DI RICARICA carico sulla rete prezzo energia OBIETTIVO: MINIMIZZAZIONE PERDITE IN RETE ASSEGNAZIONE STAZIONE DI RICARICA-GENERATORE (determinazione topologia rete) 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 17

18 CONCLUSIONI per favorire la diffusione dei veicoli elettrici sono necessari interventi infrastrutturali importanti un passaggio fondamentale è rappresentato dall adozione del paradigma di rete intelligente le reti intelligenti permettono di sfruttare i veicoli elettrici anche come risorse energetiche distribuite sia le operazioni di ricarica che quelle di immissione di energia in rete richiedono una gestione strategica in tempo reale in modo da minimizzare l impatto sulla rete ed ottimizzare l efficienza complessiva del sistema 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 18

19 GRAZIE PER L ATTENZIONE 20/09/2013 L auto elettrica e le reti che guidano il futuro 19