André Hänel parla delle sfide affrontate dai veicoli elettrici più grandi quando si tratta di ricarica e del perché sia sensato integrare questa struttura in un’installazione KNX più ampia.
L’uso di veicoli elettrici a batteria (BEV) è in costante aumento. In Germania, ad esempio, le nuove licenze per i BEV nel primo semestre del 2023 hanno superato le 220.000 unità. Mentre la maggior parte di essi viene utilizzata come veicolo privato, il numero di autotrasportatori e camion rimane trascurabile a causa dei limiti dell’autonomia complessiva, del tempo necessario per ricaricare il veicolo e della disponibilità di punti di ricarica sulle autostrade. Questo vale soprattutto per gli autocarri. Oltre ai problemi di costo e disponibilità, la mancanza di una rete di ricarica completa e le necessitá di ricarica ad alta potenza sono fattori limitanti per i camion elettrici che percorrono lunghe distanze.
Con un’interfaccia come l’ise Smart Connect KNX e-charge II e un contatore intelligente, la gestione dinamica del carico consente di tenere conto degli apparecchi ad alto consumo energetico evitando i picchi di carico. La priorità di un punto di ricarica offre ulteriori vantaggi per un’ampia gamma di casi d’uso (fonte: ise GMbH).
Punti di ricarica
Un punto di ricarica fornisce corrente continua (di solito le reti di ricarica rapida sulle autostrade) o alternata, ma poiché la batteria di un BEV può essere caricata solo con corrente continua, la corrente alternata deve essere convertita in corrente continua. A tal fine, un BEV contiene un convertitore CA/CC integrato che in genere supporta gamme di potenza comprese tra 2,3 e 22kW nel caso dei veicoli privati.
I fattori limitanti da considerare sono la capacità del fusibile dell’immobile o la capacità del trasformatore di media tensione di alimentazione (alias livello 6 della rete). Nelle aree residenziali, una potenza massima di ricarica richiesta per ogni cliente (ad esempio 11kW) potrebbe mettere a dura prova la fornitura di energia se i periodi di ricarica individuali di più clienti si sovrappongono nel tempo. Questo vale soprattutto se c’è più di un punto di ricarica per ogni punto di connessione alla rete dell’edificio, come ad esempio in un ambiente aziendale con diversi punti di ricarica utilizzati dai dipendenti. Di conseguenza, ogni richiesta di potenza di ricarica (massima) per dipendente deve essere allineata in base alla potenza attualmente disponibile nell’edificio e al momento in cui probabilmente il dipendente vorrà lasciare l’edificio, tenendo conto anche di una possibile disponibilità di potenza temporaneamente ridotta che viene indicata dal fornitore di rete (ovvero della limitazione di potenza).
Utilizzo di KNX per gestire il processo di ricarica
Per la gestione del processo di ricarica, KNX offre le seguenti soluzioni:
1) Le soluzioni semplici collegano la stazione di ricarica tramite un’interfaccia specifica (Modbus TCP/RTU). A seconda del fornitore del punto di ricarica, tutte le impostazioni relative al protocollo e ai dati devono essere configurate dall’installatore. In questo caso, la logica di controllo effettivo del processo di ricarica deve essere eseguita da un’entità esterna, come un’applicazione di gestione dell’energia come parte dell’installazione KNX.
2) Le soluzioni più professionali utilizzano interfacce con profili di stazioni di ricarica preconfigurati da diversi fornitori, ognuno dei quali incapsula tutti i dati di configurazione richiesti. Con tali interfacce, il numero di profili e fornitori supportati viene aggiornato regolarmente e viene inclusa anche una logica di controllo locale per scaricare compiti specifici dall’applicazione generale di gestione dell’energia.
Esistono diverse opzioni con prodotti di fornitori diversi, in cui la logica dell’interfaccia è direttamente incorporata come parte di un sistema di gestione dell’energia o di visualizzazione. In entrambi i casi, la funzionalità desiderata dal cliente viene configurata dall’installatore KNX con il software ETS. Come è tipico del sistema KNX, ogni funzionalità di un impianto è esposta con datapoint dedicati e standardizzati, forniti dai dispositivi. Questo vale anche per una configurazione di controllo della ricarica dei BEV, dove i dati disponibili sono, ad esempio, la tensione, la corrente o la potenza.
Siccome tutti i dati rilevanti per la ricarica sono presenti su KNX in fase di runtime, sono possibili anche funzionalità periferiche alla ricarica, come il controllo degli accessi ai punti di ricarica, il monitoraggio della potenza o la contabilizzazione.
La gestione dell’energia basata su KNX può anche automatizzare il momento ottimale per la ricarica, tenendo conto delle diverse tariffe energetiche, dell’energia autoprodotta e delle richieste/prioritá di altri dispositivi che consumano elettricità in casa.
Riassunto
I vantaggi di includere la ricarica dei veicoli in un impianto KNX sono molteplici. Il più banale è che può essere collegato a un’ampia gamma di altre funzioni di controllo dell’edificio KNX, in modo da poter prendere in considerazione molti fattori, ottenendo un sistema completo di controllo dell’edificio e di gestione dell’energia. Inoltre, l’intera installazione può essere progettata da un installatore KNX utilizzando ETS, per una progettazione complessiva del sistema, della documentazione e dell’assistenza al cliente da un’unica fonte.
Il controllo della carica è solo un aspetto di una più ampia strategia di gestione energetica KNX che prevede una maggiore integrazione dei principali produttori di energia elettrica come il fotovoltaico (inverter), le batterie elettriche o le pompe di calore. Tutti possono utilizzare un’interfaccia comune ed essere controllati in modo intelligente per ottimizzare l’uso dell’energia e ridurre l’impronta di carbonio.
André Hänel è responsabile del Dipartimento Sistemi e Strumenti dell’Associazione KNX.
