Come possono gli edifici coordinare pannelli solari, batterie e ricarica dei veicoli elettrici?

I pannelli solari, una batteria e una fila di punti di ricarica per veicoli elettrici possono lavorare insieme per ridurre i picchi di domanda, utilizzare maggiormente la generazione propria dell’edificio o mantenere in funzione i carichi essenziali. Non possono farli tutti e tre contemporaneamente, perché questi obiettivi competono per la stessa capacità della batteria e le stesse ore di ricarica. Il coordinamento inizia quindi con una strategia concordata di gestione energetica: cosa l’edificio sta cercando di ottenere, in quale ordine di priorità ed entro quali limiti. Solo allora ha senso scegliere il software che attua la strategia.

L'argomento qui è il coordinamento all'interno di un singolo edificio. La condivisione dell’energia tra più edifici o un quartiere solleva ulteriori questioni relative alle connessioni condivise e alla governance.

Una direttiva che mette tutti e tre sul posto

Nell’UE, la rifusione della Direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia richiede che i nuovi edifici siano progettati per ottimizzare il loro potenziale solare e obbliga gli Stati membri a garantire installazioni solari adeguate su molti edifici nuovi e su alcuni edifici non residenziali esistenti, ove tecnicamente ed economicamente fattibile. Richiede inoltre che i punti di ricarica da esso imposti siano in grado di effettuare una ricarica intelligente e, ove opportuno, bidirezionale. Più edifici avranno quindi tutti e tre gli asset, e con essi il problema di farli cooperare.

Classifica gli obiettivi prima di ogni altra cosa

La guida del Federal Energy Management Program degli Stati Uniti per edifici efficienti interattivi con la rete elenca i vantaggi che i proprietari perseguono: evitare oneri legati alla domanda e prezzi nei periodi di punta, ridurre le bollette o guadagnare pagamenti dai servizi pubblici, resilienza alle interruzioni della rete, decarbonizzazione e una migliore gestione dell’energia. Descrive quattro strategie di gestione della domanda: efficienza, riduzione del carico, spostamento del carico e modulazione. Il compito del proprietario è scegliere gli obiettivi che contano per questo edificio e metterli in ordine. Una batteria tenuta piena per la resilienza non può essere svuotata anche ogni pomeriggio per ridurre i picchi, e bisogna dire al software cosa conta di più.

I limiti che la strategia deve rispettare

L'ottimizzazione funziona all'interno dei vincoli e questi devono essere registrati prima che qualcuno discuta degli algoritmi:

• la capacità di connessione alla rete e le condizioni del contratto di connessione, compreso l'eventuale limite all'esportazione;
• la capacità della distribuzione elettrica propria dell'edificio;
• gli impegni di ricarica assunti nei confronti degli utenti del veicolo: chi ha bisogno di quanta ricarica ed entro quando;
• limiti delle apparecchiature, come intervallo dello stato di carica della batteria, velocità di carica e scarica e valori nominali dell'inverter;
• qualsiasi riserva di batteria mantenuta per la resilienza.

Il normale funzionamento connesso alla rete e la fornitura di backup sono cose diverse. Una batteria e un pannello solare non mantengono automaticamente in funzione un edificio in caso di interruzione di corrente. Il funzionamento sicuro senza rete richiede un'adeguata progettazione elettrica, protezione e approvazioni da parte di ingegneri elettrici qualificati.

Chi decide e chi impone

Una progettazione realizzabile separa il sistema che pianifica dai dispositivi che si proteggono:

Le interfacce tra questi livelli dovrebbero essere documentate, insieme a ciò che accade quando la comunicazione fallisce; normalmente ogni dispositivo torna a una modalità sicura e autonoma. L’economia merita lo stesso rigore. I costi dovrebbero essere valutati rispetto alla tariffa effettiva e al profilo operativo, compreso il degrado della batteria, le perdite di andata e ritorno e le esigenze di ricarica degli utenti, perché non tutti i kilowattora spostati hanno lo stesso valore.

La politica è compito del proprietario, non del software

Il software può applicare una politica ma non può impostarne una. Qualcuno deve decidere se i veicoli dei visitatori vengono ricaricati alle stesse condizioni del personale, se qualche veicolo ha la priorità, quanta capacità della batteria viene trattenuta per la resilienza e quale budget paga per la ricarica. Si tratta di questioni da risolvere con le persone interessate prima che il sistema venga configurato e da rivisitare una volta che si dispone di dati operativi in ​​base ai quali giudicarle.

Domande per gli offerenti

• Quale sistema detiene l'ordine di priorità e come viene modificato quando cambiano le tariffe, il contratto di connessione o la politica di ricarica?
• Come vengono rilevate le esigenze di ricarica degli automobilisti e cosa succede quando non è possibile soddisfarle tutte?
• Cosa succede in caso di perdita di comunicazione tra il sistema di supervisione e ciascun dispositivo e come è stato testato?
• Come viene applicato il limite alle importazioni se il sistema di supervisione fallisce?
• Cosa vede il facility manager e cosa può forzare?
• Quali dati vengono conservati per dimostrare in seguito che la strategia ha funzionato come previsto?

Tali risposte dovrebbero poi essere dimostrate sul posto. I test testimoni dovrebbero includere un tentativo di superare il limite di importazione, un errore di comunicazione, un intervento manuale e un giorno in cui il requisito di addebito non può essere soddisfatto, e ciascuno dovrebbe comportarsi come previsto dalla filosofia di controllo.