Più auto elettriche, più ricariche: rifornire tutti è un problema matematico

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Th!nk City electric cars - photo credit: mariordo59 via photopin cc
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Th!nk City electric cars – photo credit: mariordo59 via photopin cc

Se quanto le previsioni sulla diffusione delle auto elettriche sostengono si confermerà tale – c’è chi vede un mercato da tre milioni di veicoli con la spina entro la fine del decennio in corso – potrebbe sorgere un nuovo ostacolo da superare: come ricaricare, efficientemente, tutti questi veicoli.

Negli USA c’è Obama ad insistere sul milione di EV da portare in strada, in Europa la Merkel ed in Cina il primo ministro Li Keqiang: proprio dall’Università cinese dello Sichuan giunge però uno studio che mette in guardia da un problema sin’ora poco affrontato.

La diffusione dei veicoli a zero emissioni, in quanto alimentati dall’elettricità, è da considerarsi auspicabile ma, com’è normale per tutte le novità, porta con sé alcuni problemi accessori da non trascurare: in questo caso lo studioso Yingjie Zhou ha sollevato quello della gestione delle ricariche simultanee di grandi quantità di auto elettriche.

Se infatti la crescita del numero di EV non ha limiti teorici, quella della produzione di energia elettrica sì: per lo meno, sarà molto difficile aumentare l’elettricità disponibile allo stesso ritmo delle auto che la richiedono.

Così si pone un problema di natura matematica sul come gestire la distribuzione dell’energia all’interno della rete.

L’assunto di base è sempre lo stesso, vale a dire che la maggior parte delle auto elettriche ricarichino nottetempo per consentire ai proprietari di avere la piena autonomia al mattino, quando dovranno recarsi al lavoro.

In questo modo è lecito aspettarsi che nelle ore notturne si concentri quasi tutta la domanda: finché si tratta di poche unità non sorgono problemi ma in caso di un’adozione massiva la rete, che è localmente soggetta a delle limitazioni dell’output, non sarebbe in grado di erogare contemporaneamente a tutti la massima potenza richiesta.

Lo studio che Yingjie Zhou ha condotto alla Sichuan University esplora diversi modelli matematici in alternativa fra loro per dare una risposta al problema.

Il primo schema, quello sostanzialmente in uso, funziona su una logica parafrasabile con il detto italiano “chi primo arriva, meglio alloggia”, ossia fornisce il massimo dell’energia in ordine di domanda.

Evidentemente, il 100esimo della lista avrà un trattamento peggiore del primo e vedrà dilatarsi i tempi necessari a completare il suo “pieno”.

Zhou ha allora indagato gli effetti di un secondo metodo, definito “round robin”: basato sul concetto di un’equa distribuzione, la rete conteggia le richieste e distribuisce ad intervalli regolari la stessa quantità di potenza a tutti. Cinque minuti al primo, cinque al secondo, al terzo e così via sino ad effettuare il giro completo delle utenze e ripartire da capo.

In questo modo tutti hanno lo stesso trattamento ma più veicoli sono attaccati in ricarica, più il giro si allunga, arrivando anche a ritardare la fine del processo di oltre un’ora.

Nessuno dei due sistemi pare quindi essere la soluzione ottimale al problema e Yingjie Zhou ha così elaborato un terzo metodo.

Sfruttando gli algoritmi già impiegati nelle telecomunicazioni, il matematico cinese ha intuito che, inserendo nel sistema una serie di informazioni (come la necessità di avere l’auto pronta entro una certa ora) provenienti dall’utente, è possibile pianificare la distribuzione dell’energia in modo assai più efficiente.

D’altronde, diminuite le incognite e aumenterete l’accuratezza del sistema: destinando più flusso verso quei veicoli che hanno la precedenza è possibile già oggi, senza adeguamenti alle reti esistenti, dare un servizio che incide al massimo per il 5% in più sulla richiesta e per pochi minuti sul risultato pratico lato utente.

Certo, c’è un problema. Il tutto sta in piedi se vige un criterio di onestà ed è difficile pensare che tutti dichiarino il vero senza tentare mai di aggirare il sistema impostando il massimo della priorità per sé anche quando non è necessario.

È vero che potrebbero essere messi a punto ulteriori metodi per sanzionare o scongiurare tali comportamenti (al limite del controllo orwelliano) ma l’indagine di Zhou solleva una questione importante, facendo notare non tanto la difficoltà a reperire soluzioni tecnologiche (per altro si sta supponendo un impatto di centinaia di migliaia di veicoli sulla condizione attuale delle reti, senza considerare l’integrazione di micro eolici e fotovoltaici nei singoli sistemi di ricarica) quanto la necessità generalizzata di cambiare atteggiamento.

Una soluzione molto simile è per altro stata brevettata anche da Tesla per le future piattaforme del Supercharger Network, segno che da più parti si è giunti a simili conclusioni.

Una grande sfida per l’umanità sarebbe dunque all’orizzonte: abbandonare l’inquinante sicurezza della benzina e, assieme ad essa, anche una buona dose di egoismo.

 

 

Andrea Lombardo

Fonte: MIT Technology Review

 

1 COMMENT

  1. […] Le auto elettriche, che da più parti sono viste come fonte di sostegno alla stabilità delle reti contrariamente a quanto si crede, possono in effetti anche provocare inefficienze se non coordinate a dovere nei loro processi quotidiani di rifornimento: se da un lato le “grid” debbono rendersi più potenti, oltre che “smart”, dall’altro i veicoli vanno gestiti correttamente. […]

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