I veicoli elettrici con capacità di ricarica bidirezionale potrebbero essere utilizzati per alimentare le abitazioni, immettere energia nella rete e persino fornire energia di riserva durante interruzioni di corrente o emergenze. I veicoli elettrici sono essenzialmente grandi batterie su ruote, quindi i caricabatterie bidirezionali consentono ai veicoli di immagazzinare elettricità a basso costo nelle ore non di punta, riducendo i costi dell'elettricità domestica. Questa tecnologia emergente, nota come vehicle-to-grid (V2G), ha il potenziale per rivoluzionare il funzionamento della nostra rete elettrica, con decine di migliaia di veicoli elettrici che potenzialmente forniscono energia simultaneamente durante i periodi di picco della domanda.
Come funziona?
Un caricabatterie bidirezionale è un caricabatterie avanzato per veicoli elettrici (EV) in grado di ricaricare in entrambe le direzioni. Può sembrare relativamente semplice, ma comporta un complesso processo di conversione di potenza da corrente alternata (CA) a corrente continua (CC), a differenza di un caricabatterie unidirezionale convenzionale per veicoli elettrici che utilizza la CA.
A differenza dei caricabatterie standard per veicoli elettrici, i caricabatterie bidirezionali funzionano in modo molto simile agli inverter, convertendo la corrente alternata in continua durante la carica e viceversa durante la scarica. Tuttavia, i caricabatterie bidirezionali possono essere utilizzati solo con veicoli compatibili con la ricarica bidirezionale in continua. Sfortunatamente, il numero di veicoli elettrici attualmente in grado di ricaricarsi in modo bidirezionale è molto limitato. Poiché i caricabatterie bidirezionali sono molto più complessi, sono anche significativamente più costosi dei caricabatterie tradizionali per veicoli elettrici, poiché utilizzano un'elettronica di conversione di potenza avanzata per gestire il flusso di energia del veicolo.
Per alimentare le abitazioni, i caricabatterie bidirezionali per veicoli elettrici integrano anche dispositivi per gestire i carichi e isolare l'abitazione dalla rete durante le interruzioni di corrente, un fenomeno noto come "islanding". Il principio di funzionamento di base di un caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici è molto simile a quello di un inverter bidirezionale, che funge da fonte di alimentazione di riserva nei sistemi di accumulo domestici.
Qual è lo scopo della ricarica bidirezionale?
I caricabatterie bidirezionali possono essere utilizzati per due diverse applicazioni. La prima e più degna di nota è il Vehicle-to-grid, o V2G, progettato per fornire o immettere energia nella rete quando la domanda è elevata. Se migliaia di veicoli dotati di V2G vengono collegati e attivati, ciò potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui l'elettricità viene immagazzinata e prodotta. I veicoli elettrici hanno batterie grandi e potenti, quindi la potenza totale di migliaia di veicoli dotati di V2G potrebbe essere enorme. Si noti che V2X è un termine utilizzato per descrivere le tre architetture discusse di seguito:
I. Vehicle-to-grid o V2G: energia EV a supporto della rete.
II. Veicolo-casa o V2H: energia EV utilizzata per alimentare abitazioni o aziende.
III. Veicolo-carico o V2L: i veicoli elettrici possono essere utilizzati per alimentare elettrodomestici o caricare altri veicoli elettrici.
Il secondo utilizzo di un caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici è il sistema Vehicle-to-home, o V2H. Come suggerisce il nome, il V2H consente di utilizzare i veicoli elettrici come un sistema di batterie domestiche per immagazzinare l'energia solare in eccesso e alimentare la casa. Ad esempio, un tipico sistema di batterie domestiche, come il Tesla Powerwall, ha una capacità di 13,5 kWh. In confronto, un tipico veicolo elettrico ha una capacità di 65 kWh, quasi equivalente a cinque Tesla Powerwall. Grazie all'elevata capacità della batteria, se combinato con l'energia solare installata sul tetto, un veicolo elettrico completamente carico può alimentare un'abitazione media per diversi giorni o più.
1. Veicolo-rete - V2G
Il termine "Vehicle-to-grid" (V2G) si riferisce alla pratica di immettere nella rete, su richiesta, una piccola parte dell'energia accumulata nella batteria di un veicolo elettrico. La partecipazione a un progetto V2G richiede un caricabatterie CC bidirezionale e un veicolo elettrico compatibile. Esistono incentivi, come crediti o tariffe elettriche ridotte, per i proprietari di veicoli elettrici. I veicoli elettrici dotati di V2G consentono inoltre ai proprietari di partecipare a programmi VPP (Vehicle Power Supply) per migliorare la stabilità della rete e fornire energia durante i periodi di picco della domanda.
Nonostante l'entusiasmo generale, una delle sfide legate all'implementazione della tecnologia V2G è rappresentata dagli ostacoli normativi e dalla mancanza di protocolli e connettori di ricarica bidirezionali standardizzati. I caricabatterie bidirezionali, come gli inverter solari, sono considerati un metodo alternativo di generazione di energia e devono rispettare tutti gli standard normativi in materia di sicurezza e di interruzione in caso di guasti alla rete. Per superare queste complessità, alcune case automobilistiche, come Ford, hanno sviluppato sistemi di ricarica bidirezionale a corrente alternata più semplici, che funzionano esclusivamente con i veicoli elettrici Ford per alimentare le abitazioni, anziché fornire energia alla rete.
2. Veicolo a casa - V2H
Il sistema Vehicle-to-Home (V2H) è simile al V2G, ma l'energia viene utilizzata localmente per alimentare l'abitazione anziché essere immessa nella rete elettrica. Questo consente ai veicoli elettrici di funzionare come un normale sistema di batterie domestiche, contribuendo a migliorare l'autosufficienza, soprattutto se abbinato all'energia solare installata sul tetto. Tuttavia, il vantaggio più evidente del V2H è la sua capacità di fornire energia di riserva in caso di interruzioni di corrente.
Per il corretto funzionamento del V2H, sono necessari un inverter bidirezionale compatibile e altre apparecchiature, tra cui un contatore di energia (con trasformatore di corrente) installato nel punto di connessione alla rete elettrica. Il trasformatore di corrente monitora il flusso di energia in entrata e in uscita dalla rete. Quando il sistema rileva che la casa sta consumando energia dalla rete, segnala al caricabatterie bidirezionale per veicoli elettrici di rilasciare una quantità equivalente di elettricità per compensare l'eventuale consumo di energia dalla rete. Analogamente, quando il sistema rileva l'energia in uscita da un impianto fotovoltaico sul tetto, la devia per ricaricare il veicolo elettrico, proprio come un caricabatterie intelligente per veicoli elettrici.
Per abilitare l'alimentazione di backup durante interruzioni di corrente o emergenze, il sistema V2H deve rilevare l'isolamento dalla rete e isolare l'abitazione dalla rete. Una volta in isolamento, l'inverter bidirezionale funziona essenzialmente come un inverter off-grid, alimentato dalla batteria del veicolo elettrico. Per abilitare il funzionamento di backup sono necessarie apparecchiature aggiuntive di isolamento dalla rete, come i contattori automatici (ATS), proprio come gli inverter ibridi utilizzati nei sistemi a celle solari.
3. Veicolo da caricare - V2L
La tecnologia Vehicle-to-Load (V2L) è molto più semplice perché non richiede un caricabatterie bidirezionale. I veicoli dotati di V2L hanno un inverter integrato che fornisce alimentazione CA da una o più prese standard del veicolo, che può essere utilizzato per collegare qualsiasi elettrodomestico. Tuttavia, alcuni veicoli utilizzano uno speciale adattatore V2L che si collega alla porta di ricarica del veicolo elettrico per fornire alimentazione CA. In caso di emergenza, è possibile estendere una prolunga dal veicolo all'abitazione per alimentare carichi di base come illuminazione, computer, frigoriferi e elettrodomestici.
V2L è utilizzato per l'alimentazione fuori rete e di backup
I veicoli dotati di V2L possono utilizzare prolunghe per fornire alimentazione di riserva per il funzionamento di determinati elettrodomestici. In alternativa, è possibile utilizzare un interruttore di trasferimento CA dedicato per collegare l'alimentazione V2L direttamente a un quadro di distribuzione di riserva o persino al quadro di distribuzione principale.
I veicoli dotati di V2L possono anche essere integrati in sistemi di energia solare off-grid per ridurre o addirittura eliminare la necessità di un generatore di riserva. La maggior parte dei sistemi di energia solare off-grid include un inverter bidirezionale, che tecnicamente può utilizzare l'energia da qualsiasi fonte di corrente alternata, compresi i veicoli dotati di V2L. Tuttavia, richiede l'installazione e la configurazione da parte di uno specialista di energia solare o di un elettricista qualificato per garantirne il funzionamento sicuro.
— LA FINE—
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Data di pubblicazione: 26-11-2025
