La crescente domanda sta spingendo le reti elettriche al limite. La ricarica bidirezionale da veicolo a rete (V2G) può aiutare a ridurre la capacità di picco.
I veicoli elettrici (EV) possono contribuire a dare una svolta importante per fornire energia sostenibile alle nostre reti elettriche. Mediante l'impiego della tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G), l'energia della batteria dei veicoli elettrici può essere utilizzata per alimentare le abitazioni fornendo loro energia o condividendo l'energia immagazzinata con le reti elettriche con il progressivo aumentare della domanda. In particolare, la tecnologia dei semiconduttori di potenza sarà essenziale nella sfida del V2G, portando avanti l'elettrificazione e spingendo verso nuove soluzioni di ricarica e accumulo della batteria. In primis, c'è da dire che il V2G può ottimizzare la tensione sulle vecchie reti elettriche. Il vero problema, infatti, non è tanto la capacità complessiva della rete, quanto la capacità di picco della rete. I picchi della domanda stanno crescendo in modo esponenziale. La tecnologia dei semiconduttori V2G potrebbe aiutare a smussare questi picchi, il che può significare interruzioni meno frequenti e costi complessivi dell'energia nettamente inferiori. Una parte fondamentale di questa sfida è fornire alle persone tecnologie intelligenti che possano consentire loro di conoscere facilmente il momento ottimale per caricare i propri veicoli elettrici. Altro aspetto di rilevante importanza è che il V2G avrà bisogno di una tecnologia di ricarica rapida ed efficiente. La capacità dei veicoli elettrici di ricaricarsi e restituire energia alla rete in tempi rapidi è fondamentale per il funzionamento della tecnologia V2G. Una ricarica rapida significa trasferire la corrente in modo efficiente dalla rete a una batteria EV e viceversa. Qui entrano in gioco le innovative tecnologie WBG come il nitruro di gallio (GaN). Il GaN consente una maggiore densità di potenza ed efficienza energetica rispetto ai tradizionali semiconduttori a base di silicio, mostrandosi una soluzione ideale per applicazioni che trasferiscono energia tra i veicoli elettrici e la rete.
Tutto ciò garantisce uno spreco minimo di energia durante la ricarica, contribuendo così alla riduzione dei costi e all'alleggerimento del carico sulla rete. La ricarica bidirezionale, ovvero la tecnologia che consente alla corrente elettrica di fluire in entrambe le direzioni, diventerà una caratteristica onnipresente dei veicoli elettrici man mano che sempre più produttori di automobili e proprietari abbracceranno l'idea di utilizzare le batterie dei veicoli come fonti di alimentazione. Il costo del passaggio alla ricarica bidirezionale è molto basso per i veicoli elettrici, poiché hanno già caricatori integrati e gran parte dell'hardware necessario già montato. Immaginiamo quanto questo possa essere utile durante i periodi di interruzione di corrente, consentendo alle persone di avere un'alimentazione di riserva pronta dalle batterie dei veicoli elettrici. E' quindi facile comprendere che, attraverso la conversione bidirezionale dell'energia, il rilevamento di corrente e tensione, la connettività e l'accumulo di energia, nonché il rapporto tra i veicoli elettrici e la rete, sta diventando più dinamico e connesso che mai. Con la diffusione dei veicoli elettrici sarà fondamentale bilanciare il consumo di energia e la domanda e adottare misure per aumentare la capacità e l'efficienza della rete attraverso innovazioni nella tecnologia dei semiconduttori.
Parallelamente, il processo della ricarica bidirezionale richiede una sofisticata tecnologia di rilevamento, con set di sensori che devono essere in grado di misurare in modo accurato e affidabile la corrente e la tensione tra i veicoli elettrici e l'infrastruttura di ricarica. Più precisa è la misurazione, più efficientemente l'energia può essere trasferita dalla rete all'auto e viceversa. I sensori che vengono abbinati alla tecnologia innovativa dei semiconduttori non solo sono in grado di soddisfare questa esigenza, ma gestiscono anche le alte tensioni e riducono al minimo le radiazioni elettromagnetiche (EMI), consentendo misurazioni e comunicazioni inalterate per massimizzare l'efficienza di carica. Dal punto di vista della connettività, le avanzate tecnologie di comunicazione aiuteranno gli operatori di rete a gestire i carichi di energia.
V2G è quindi una tecnologia pronta per funzionare su larga scala?
Rispondere a questa domanda non è difficile. Consideriamo che, affinché la tecnologia V2G funzioni su larga scala, saranno necessarie tecnologie di connettività solide e flessibili per aiutare gli operatori di rete ad anticipare e soddisfare la domanda di energia in modo sostenibile attraverso un'ampia rete di stazioni di ricarica ubicate in tutti i tipi di luoghi e con varie impostazioni. Questo implica che sarà necessario raccogliere e condividere grandi volumi di dati per garantire che l'energia sia disponibile dove necessario e informare i proprietari di veicoli elettrici sul momento ottimale per ricaricare o restituire energia alla rete. La connettività di rete deve pertanto essere in grado di collegare più piattaforme, collegando le interfacce uomo-macchina ai veicoli elettrici e le stazioni di ricarica al cloud. I processori intelligenti di ultima generazione in grado di sfruttare la tecnologia dell'Intelligenza Artificiale (IA) sono fondamentali per abilitare questo livello avanzato di connettività. Con il progressivo aumento dei dati raccolti nel tempo, l'IA può consentire una previsione più accurata dei tempi e delle posizioni di ricarica ottimali per i proprietari di veicoli elettrici in base al comportamento della rete e ai modelli di utilizzo.
