Il concetto di resilienza informatica e le tecnologie di comunicazione sono stati applicati per digitalizzare le reti di distribuzione secondaria. Il progetto mira a facilitare il funzionamento stabile e affidabile delle reti a bassa tensione per garantire un approvvigionamento energetico sicuro, come richiesto dalla crescente infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici.
Anche Amburgo sta perseguendo l'espansione della mobilità elettrica e lo sviluppo di un'infrastruttura di ricarica a supporto. In qualità di gestore della rete di distribuzione, Stromnetz Hamburg deve garantire il funzionamento sicuro e affidabile della rete e, a sua volta, consentire l'integrazione delle stazioni di ricarica domestiche nella rete, mantenendo specifici intervalli di tensione. Finora, le stazioni di ricarica domestiche sono state generalmente integrate senza controllo o intervento esterno. Di conseguenza, le reti di distribuzione ne risentono, raggiungendo i limiti di capacità quando un gran numero di auto elettriche viene caricato simultaneamente, soprattutto durante i periodi di picco della domanda, come ad esempio a fine giornata lavorativa. Attualmente, i limiti di capacità delle reti esistenti possono essere superati solo aumentando la lunghezza dei cavi e sostituendo trasformatori e apparecchiature di commutazione. Tuttavia, ciò richiede costosi interventi di costruzione e manodopera e può anche avere un impatto negativo sulla qualità della vita urbana. In risposta a questa situazione, Stromnetz Hamburg e Siemens stanno collaborando per sviluppare una soluzione digitale. Intervenendo con misure di controllo e regolazione, i gestori delle reti a bassa tensione possono sfruttare la flessibilità delle stazioni di ricarica domestiche per alleggerire la pressione sulla rete, ad esempio distribuendo il carico.
“I requisiti per le future reti di distribuzione sono in costante aumento a causa della crescente domanda di energia derivante direttamente dalla mobilità elettrica”, ha affermato Thomas Volk, Amministratore Delegato di Stromnetz Hamburg. “Dobbiamo essere in grado di far fronte a questa situazione e rendere la nostra rete più intelligente e flessibile, soprattutto a livello di bassa tensione. Un elevato grado di digitalizzazione è l'unico modo per essere ragionevolmente preparati ad affrontare occasionali colli di bottiglia di capacità. Il progetto pilota con Siemens ci consente di testare a fondo questa tecnologia prima di lanciarla – o soluzioni simili – su scala più ampia all'estero. I nostri clienti devono essere in grado di soddisfare le loro esigenze di mobilità in continua evoluzione e poter contare in futuro su una rete energetica stabile e sicura”.
“Siamo molto lieti di poter realizzare questo progetto pilota orientato al futuro insieme a Stromnetz Hamburg”, ha dichiarato Michael Schneider, Responsabile Software e Consulenza per la Rete Digitale presso Siemens Smart Infrastructure. "La rapida crescita della mobilità elettrica in città come Amburgo imporrà carichi maggiori e una maggiore richiesta di energia alla rete a bassa tensione, con il rischio di sovraccarichi. Il monitoraggio e il controllo intelligenti e decentralizzati delle infrastrutture di ricarica private sulla rete di distribuzione secondaria contribuiranno a fornire una soluzione rapida ed economicamente vantaggiosa per i gestori delle reti di distribuzione, consentendo loro di mantenere un elevato livello di affidabilità."
Il progetto è suddiviso in tre fasi. La prima fase prevede la sperimentazione del concetto di gestione operativa presso il campus dell'innovazione Stromnetz di Amburgo. Nella seconda fase, i risultati saranno testati sul campo sulla rete pubblica, consentendo un ulteriore perfezionamento del concetto. Infine, si procederà alla preparazione per l'implementazione di una soluzione di produzione per le unità di controllo e connessione.
Una rete di distribuzione secondaria digitale è configurata come segue: un'unità di monitoraggio e controllo intelligente è installata presso la sottostazione secondaria come intelligenza decentralizzata. Monitora la rete a bassa tensione e trasmette i setpoint alla stazione di ricarica domestica in caso di sovraccarico, ordinandole di ridurre la potenza di ricarica. L'apparecchiatura comunica tramite Powerline Communication e garantisce che non vengano utilizzati dati personali o dati che potrebbero essere utilizzati per trarre conclusioni sul comportamento del proprietario del veicolo. La soluzione è progettata per funzionare in modo autonomo, quindi non è necessaria alcuna comunicazione con un sistema centrale durante il funzionamento, consentendone l'implementazione selettiva all'interno della rete di distribuzione. L'utilizzo di processi di autoapprendimento minimizza i costi di messa in servizio, nonché i costi associati alla manutenzione della rete di distribuzione secondaria digitale.
La rete di distribuzione secondaria digitale contribuirà a mantenere la tensione nella rete a bassa tensione e a prevenire i sovraccarichi. Questo sarà un fattore importante per la stabilizzazione della rete, non solo con l'espansione della mobilità elettrica, ma anche quando l'elettricità proverrà maggiormente da fonti di energia rinnovabile, come il fotovoltaico o il crescente utilizzo di pompe di calore. In questo modo, la rete di distribuzione secondaria digitale svolge un ruolo chiave nella transizione verso un nuovo mix energetico e nella decarbonizzazione dei settori energetico e dei trasporti.
