Enea calcola l’invecchiamento dei sistemi di accumulo degli ev-charger
Un team di ricercatori di Enea, in collaborazione con l’Università di Cassino (Frosinone), si è dedicato al calcolo dell’invecchiamento dei sistemi di accumulo utilizzati all’interno delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici, in modo da stimare i costi per realizzare e gestire una colonnina dotata di impianto fotovoltaico. I risultati ottenuti si sono basati su una sperimentazione che ha coinvolto 11 stazioni di ricarica utilizzate per un anno nell’area metropolitana di Barcellona. «Abbiamo confrontato l’impatto sui costi operativi e di investimento con l’uso di due semplici modelli per l’invecchiamento di un pacco batterie», spiega Natascia Andrenacci del Laboratorio Enea di Sistemi e tecnologie per la mobilità sostenibile (a questo link ulteriori informazioni).
Un modello tiene conto solo della quantità di energia scambiata dalla batteria (secondo un approccio lineare che imposta limiti di funzionamento tra il 10% e il 90%, allungando quindi la vita del sistema), mentre l’altro considera anche la profondità di scarica (sfruttando completamente il range di ricarica dallo 0% al 100%). Implementando i due approcci nel sistema di gestione delle risorse della stazione di ricarica, si ottengono risultati diversi: «Da una parte – prosegue Andrenacci – il modello che tiene conto della profondità di scarica permette di sfruttare meglio l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico, con relativo vantaggio economico. D’altra parte, questo porta a un degrado più rapido della batteria, che è un evidente svantaggio».
Dalla sperimentazione infatti è emerso che, ad esempio, se una batteria ha una durata di vita di 2.500 cicli completi di ricarica, considerando la profondità di scarica nel modello di invecchiamento il sistema di accumulo arriva al 60% della sua capacità iniziale dopo 14 anni. Viceversa, se si considera il costo del degrado del sistema di accumulo proporzionale all’energia scambiata, la batteria non raggiunge la condizione di fine vita per l’intero orizzonte di investimento di 15 anni. Risulta così che, nel primo caso, è necessario acquistare un secondo pacco batterie annullando così il profitto ottenibile dal maggior utilizzo di energia rinnovabile.
«In questo modo dimostriamo come l’utilizzo di differenti modelli di calcolo per l’invecchiamento della batteria può influenzare e modificare in modo netto la determinazione dei reali flussi di energia, con conseguenze dirette sia sull’utilizzo che sulla durata stessa del sistema di accumulo dell’infrastruttura di ricarica» precisa Andrenacci. «E la scelta di quale modello implementare per la gestione della batteria dipende da diversi fattori, tra cui il costo della batteria: se il prezzo di acquisto è alto, risulta maggiormente conveniente il modello di utilizzo più conservativo per la batteria. Viceversa, se i prezzi di acquisto si abbattono (per incentivi, ad esempio), allora conviene sfruttare la batteria più intensamente e si può quindi utilizzare il modello di gestione operativa più ‘aggressivo». Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia la domanda proveniente dai veicoli lettrici nel 2030 raggiungerà 1.100 TWh, pari al 4% della domanda totale di energia elettrica e pari al consumo energetico dell’intero Brasile. A fronte di questa domanda occorre una coretta pianificazione delle infrastrutture di ricarica: secondo Enea sarà fondamentale un dimensionamento accurato rispetto al fabbisogno energetico e alla gestione dei flussi di potenza, in particolare se si considera l’utilizzo di sistemi di storage per ridurre al minimo la dipendenza dalla rete elettrica.
