Sistema di ottimizzazione delle ricariche per veicoli elettrici: implementazione e test in laboratorio

Negli ultimi anni, la diffusione dei veicoli elettrici (EV) ha posto nuove sfide nella gestione delle infrastrutture di ricarica, rendendo necessario lo sviluppo di strategie avanzate per l’allocazione ottimale della potenza disponibile. Un elemento chiave di questa evoluzione è l'orchestrazione intelligente delle ricariche, che consente di bilanciare i carichi elettrici, ottimizzare i costi energetici e migliorare l'integrazione con le fonti rinnovabili. Questa tesi si inserisce nel contesto della gestione ottimizzata delle ricariche di veicoli elettrici in un parcheggio aziendale e rappresenta la continuazione di lavori precedenti volti allo sviluppo di un orchestratore di ricariche. L’obiettivo principale è stato quello di implementare e testare un sistema di controllo per le colonnine di ricarica (EMS), basato sul protocollo di comunicazione Modbus, al fine di inviare setpoint di potenza calcolati da un ottimizzatore e verificare il corretto funzionamento dell’intero sistema. L'EMS è in grado di comunicare con caricatori AC e DC di marche e potenze differenti. Grazie a una collaborazione tra il Politecnico di Torino e Edison S.p.A., l'attività sperimentale si è svolta in un laboratorio Edison, che fornisce i tre caricatori utilizzati, i veicoli elettrici e altri componenti necessari allo svolgimento dei test. La prima parte della tesi è dedicata alla spiegazione del funzionamento dell'ottimizzatore delle ricariche e alla descrizione del setup di laboratorio, illustrando tutti i dispositivi e componenti utilizzati. Successivamente, viene presentata la caratterizzazione del caricatore in corrente continua e la messa in opera delle due colonnine in corrente alternata. Il cuore della tesi riguarda i test di laboratorio, volti a verificare sul campo il funzionamento del sistema EMS. Le prove effettuate si suddividono in tre categorie principali: test preliminare, test di 1 ora e test di lunga durata con caratteristiche e funzionamento differenti. I risultati ottenuti hanno permesso di validare l’efficacia del sistema implementato, analizzando il comportamento delle colonnine in risposta ai comandi ricevuti e valutando la capacità dell’orchestratore di modulare la potenza in base ai vincoli e agli obiettivi definiti nell'ottimizzatore.