Strategie di gestione energetica per parcheggi EV fotovoltaici con considerazione del costo di degrado delle batterie

Perché la ricarica intelligente delle auto elettriche è importante

Con l'aumento della diffusione dei veicoli elettrici, il semplice gesto di collegare un'auto può mettere sotto pressione reti elettriche e portafogli. Questo studio esplora come i parcheggi alimentati a energia solare — luoghi in cui molte auto restano parcheggiate per ore ogni giorno — possano scambiarsi energia in modo intelligente. Coordinando i tempi di ricarica, la condivisione dell'energia solare in eccesso e il livello di usura consentito sulle batterie delle auto, i ricercatori mostrano che è possibile ridurre i costi di ricarica e sfruttare meglio l'energia pulita.

Trasformare i parcheggi in mini hub energetici

Lo studio immagina un quartiere urbano con diversi grandi parcheggi, ciascuno coperto da pannelli solari e pieno di auto elettriche parcheggiate. Invece di limitarsi a comprare energia dalla rete e vendere l'eventuale surplus solare a un prezzo basso, ogni parcheggio agisce come un piccolo hub energetico. Può ricaricare le auto con i propri pannelli, comprare o vendere energia alla rete principale e scambiare direttamente l'energia solare in eccesso con altri parcheggi. L'idea chiave è gestire tutto questo attraverso un mercato basato sui prezzi in modo che l'energia fluisca naturalmente dove ha maggior valore in ogni ora della giornata.

Permettere a compratori e venditori di trattare

Per coordinare questo mercato locale, gli autori progettano un sistema di “offerte a doppia faccia”. I parcheggi che necessitano di energia presentano offerte di acquisto; quelli con energia solare in eccesso o energia disponibile da veicoli collegati presentano offerte di vendita. Un agente software centrale raccoglie queste offerte e chiude il mercato: le offerte di acquisto più alte vengono soddisfatte per prime e le offerte di vendita più basse vengono abbinate purché entrambe le parti ottengano un vantaggio rispetto all'utilizzo della rete principale. Questa impostazione mantiene i prezzi concordati tra il prezzo normale di vendita al dettaglio e la tariffa più bassa pagata per esportare il solare alla rete, così che sia acquirenti sia venditori traggano beneficio dal commercio locale.

Pianificare per nuvole, traffico e usura delle batterie

La vita reale è incerta: l’irraggiamento cambia con il meteo e gli automobilisti arrivano e se ne vanno a orari imprevedibili. Lo studio affronta questo problema eseguendo il mercato su molti possibili scenari ipotetici. Utilizza una rete neurale specializzata per prevedere la produzione solare, quindi costruisce diverse versioni della giornata con irraggiamento e domanda di ricarica leggermente superiori o inferiori. Il modello stima anche quanto ogni ciclo di carica e scarica deteriori le batterie delle auto e assegna un costo monetario a tale usura. Tutti questi fattori vengono inseriti in un motore di ottimizzazione matematica che cerca la combinazione di scambi e piani di ricarica che mantengano le auto cariche minimizzando il costo totale.

Cosa rivelano le simulazioni

I ricercatori testano il loro approccio su un modello standard di rete elettrica urbana contenente sei grandi parcheggi per VE, ciascuno al servizio di circa cento auto. Confrontano la loro strategia di scambio con una configurazione più convenzionale in cui ogni parcheggio usa semplicemente i propri pannelli solari e compra dalla rete l'energia necessaria. Quando lo scambio locale è consentito, i costi complessivi di ricarica diminuiscono in modo significativo: di circa l'11,8% con uno schema di prezzi dinamici in cui il costo dell'elettricità varia durante la giornata, e di quasi il 2% con uno schema a prezzo fisso. Anche aumentando il costo ipotizzato dell'usura delle batterie fino al 30%, l'approccio basato sullo scambio rimane più economico rispetto al caso convenzionale. Il sistema si dimostra inoltre robusto quando la produzione solare e i modelli di guida variano del ±10%.

Cosa significa per la ricarica futura

In termini pratici, lo studio mostra che considerare i parcheggi attrezzati con solare e le auto collegate come partecipanti attivi a un mercato energetico locale è vantaggioso. Consentendo ai parcheggi di trattare tra loro e tenendo conto dell'invecchiamento delle batterie e delle incertezze meteorologiche, la strategia proposta riduce le bollette di ricarica e riduce gli sprechi di energia solare. Se adottati su larga scala, approcci simili basati sul mercato potrebbero rendere la guida elettrica più economica e più pulita, alleggerendo al contempo il carico sulle reti elettriche con la crescita del parco VE.

Citazione: Khan, M.O., Ahmad, F., Ali, M. et al. Energy management strategies for solar photovoltaic-based EV parking lots with consideration of battery degradation cost. Sci Rep 16, 13841 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42238-z

Parole chiave: ricarica veicoli elettrici, parcheggi solari, scambio energetico, vehicle-to-grid, degrado della batteria