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2019/07/26

Pannelli fotovoltaici sulle auto elettriche? Ragioniamoci un po’ e facciamo un esperimento. Pago io

Ultimo aggiornamento: 2019/10/27 10:20.

Chiedo agli esperti che seguono questo blog: si può fabbricare, e quanto costerebbe, un impianto fotovoltaico per caricare (almeno in parte) una piccola auto elettrica come la mia?

Faccio una premessa, poi vi propongo i dettagli della sfida.

Mi avete segnalato in tanti la Sion, auto elettrica completamente tappezzata di celle fotovoltaiche che, secondo i costruttori, dovrebbero fornire fino a 34 km di autonomia in più per ogni giorno intero di esposizione al sole. Quel “fino a” è da prendere con le molle, perché è probabilmente un valore ideale ottenuto in condizioni ottimali che dipendono da moltissimi fattori, ma è comunque un progetto interessante. Uscirà nel 2021, a un prezzo stimato di circa 25.000 euro e con un’autonomia di circa 250 km, che la renderebbe appena appena papabile come sostituto della mia auto a pistoni.



Anche Toyota sta sperimentando un’auto ibrida analoga, le cui speciali celle ad alta efficienza sarebbero in grado di fornire fino a 860 watt e 56 km di autonomia al giorno, con la particolarità di poter caricare la batteria mentre l’auto è in movimento.



C’è anche la Lightyear One, un prototipo di auto di lusso che dichiara di poter caricare ben 12 km di autonomia per ogni ora di esposizione al sole, grazie a un’aerodinamica curatissima e a scelte radicali: ruote posteriori carenate, materiali leggeri e soprattutto una coda lunga e rastremata e l’eliminazione del lunotto posteriore (sostituito da una telecamera) per avere una vastissima superficie, dal cofano al tetto alla coda, ricoperta di pannelli fotovoltaici che possono generare fino a 1,2 kW.

Credit: Fully Charged.


C’è anche la Hyundai Sonata, un’auto ibrida che a detta del fabbricante può aggiungere circa 3,6 km al giorno di autonomia grazie al tetto ricoperto di pannelli fotovoltaici. Certo, 3,6 km non sono tanti, ma nell’arco di un anno sono 1300 km gratis e completamente puliti, ottenuti semplicemente parcheggiando l’auto all’aperto.




Esiste anche un camion elettrico da 40 tonnellate, circolante sulle strade svizzere, che ha il tetto ricoperto di pannelli solari che generano praticamente tutta l’energia necessaria per le sue tratte quotidiane.

Finora l’idea di caricare un’auto usando solo energia solare tramite celle fotovoltaiche montate sul veicolo sembrava impraticabile, ma forse non è più così. Se fosse possibile, risolverebbe almeno quattro dei principali ostacoli all’adozione in massa di auto a emissioni zero:

  • Non sarebbe necessario attingere alla rete elettrica per caricare le auto.
  • Non ci sarebbe più alcuna dipendenza da fonti di energia “sporche” per la ricarica.
  • Non sarebbe necessario avere un posto auto dotato di presa per la ricarica, per cui anche chi non ha un garage e lascia l’auto in strada potrebbe avere un’auto elettrica.
  • Sarebbe possibile caricare l’auto ovunque, semplicemente lasciandola all’aperto, senza dipendere dalla disponibilità di colonnine di ricarica, e farlo persino durante le ore di guida.

Questi esperimenti e alcune considerazioni sui progressi fatti nello sviluppo delle celle fotovoltaiche e sul crollo dei loro costi mi hanno ispirato un progetto, o per meglio dire un esperimento mentale: valutare se si possa costruire un impianto di ricarica trasportabile per ELSA, la mia piccola auto elettrica, una Peugeot iOn.

Un’auto a bassa autonomia come la mia (90 km, 16 kWh di batteria) avrebbe infatti un beneficio percentuale molto maggiore rispetto a una berlina elettrica a lunga autonomia: anche aggiungere pochi chilometri (kWh) potrebbe fare una grossa differenza, in particolare quella fra arrivare a destinazione oppure no (o doversi fermare a caricare oppure no).

Su una batteria così piccola, anche due soli kWh al giorno mi darebbero 1/8 di carica; su una Tesla o una Kona, con batterie da 50 kWh e oltre, 2 kWh sarebbero invece trascurabili.

Non solo: uso ELSA piuttosto occasionalmente (ci faccio in media 650 km/mese), per cui potrei benissimo lasciarla al sole per giorni interi e lasciare che man mano accumuli carica. Quindi sarebbe più che accettabile caricarla anche lentissimamente, un pochino ogni giorno, purché col sole. Se dovessi avere fretta, potrei comunque caricarla collegandola a una presa o a una colonnina rapida.

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Quello che sto immaginando, da assoluto dilettante e profano, è quindi qualcosa di questo genere: un pannello fotovoltaico, modulare o ripiegabile, di qualunque dimensione purché stivabile, da mettere accanto o sopra ELSA quando è parcheggiata (in luoghi sicuri) e da collegare alla sua presa di ricarica lenta (2,3 kW a 220 V AC) tramite un normale connettore Tipo 1. Il tutto dovrebbe funzionare, se possibile, senza fare alcuna modifica all’auto, quindi dovrebbe erogare una corrente alternata equivalente a quella che arriverebbe da una normale presa elettrica, eventualmente con l’aiuto di un sistema di accumulo locale (per esempio, i pannelli fotovoltaici caricano batterie supplementari nel bagagliaio, che poi passano energia all’auto).

So che questo requisito comporta perdite notevoli di conversione da DC ad AC, ma non credo che si possano evitare senza interventi pesanti sull’impianto elettrico di ELSA. È vero che ELSA ha anche una presa di carica DC (standard CHAdeMO), ma non credo che sia particolarmente facile usarla e gestire il protocollo CHAdeMO.

Non ho ambizioni di commercializzazione o di praticità universale: sarebbe un semplice dimostratore e un divertissement personale, da mostrare ai raduni elettrici e da usare per le mie avventurette elettriche. Non avrebbe bisogno di essere resistente alle intemperie.

Con un accessorio del genere, potrei andare a far lezione a scuola, come faccio spesso, parcheggiare l’auto per qualche ora nel cortile della scuola, e tornare con un po' di carica in più. Fossero anche 10 km (2 kWh) dopo mezza giornata, sarebbero benvenuti e soprattutto sarebbero un messaggio molto positivo.

Sarebbe stato utile, per esempio, quella volta che sono andato in collina e sono arrivato con soli 6 km di autonomia residua: avrei potuto lasciare ELSA a caricare al sole per tutto il giorno e mi sarei evitato un po' di patemi.

Soprattutto potrei zittire tutti i criticoni che scorrazzano con i diesel puzzoni ma intanto si lamentano che le auto elettriche si caricano con la corrente delle centrali “sporche”.

Vedere che esistono progetti artigianali come questo, che consente al suo proprietario di ottenere circa 16 km di autonomia dal sole ogni giorno, o questo, che è un vero e proprio rimorchio solare (segnalatomi nei commenti), mi ha incuriosito:


[Aggiunta del 2019/10/27 10:20] Questo progetto è stato aggiornato: pur nella sua artigianalità, sembra produrre circa 17 miglia (27 km) con 12 ore di esposizione al sole:



[Aggiunta del 2019/08/26 18:00] Ho trovato questo articolo di CleanTechnica, che racconta il caso della Chevrolet Bolt (in Europa, Opel/Vauhxall Ampera-e) di Daniel McGuire: brutta, ma tappezzata di pannelli fotovoltaici della SunPower che generano 2200 W grazie alla loro efficienza del 23%. Questi pannelli precaricano una batteria al litio da 12 V 300 Ah che alimenta un inverter da 2 kW. McGuire collega il suo caricatore standard da 1,5 kW all’inverter, riuscendo a immettere carica nella batteria primaria a 8 A.

Cosa ne pensate? Se mi dite che è vagamente fattibile, sono disposto a spenderci un po' per fabbricarlo. Anche un “si può fare ma costa troppo” o un “non si può fare” mi va bene: voglio principalmente levarmi una curiosità. I commenti sono a vostra disposizione per discuterne.


2019/08/01 8:30


Ho aggiornato l'articolo per includere la Lightyear One e la Hyundai Sonata, altri esempi di auto “solarizzate”, e tiro un po’ le somme della bella discussione sviluppatasi nei commenti: caricare direttamente a 220 V 2,3 kW (valori minimi accettati da ELSA salvo interventi radicali)* richiederebbe una superficie fotovoltaica troppo grande, che non starebbe nell'auto nemmeno ribaltando i sedili posteriori e sarebbe ingombrantissima e macchinosissima da collocare intorno all’auto, per cui sarebbe necessario un impianto ad accumulo intermedio, con pannelli fotovoltaici (pochi) che caricano molto lentamente una batteria ausiliaria che poi verrebbe usata per ricaricare altrettanto lentamente la batteria di trazione di ELSA.

* Stando al manuale Peugeot, pagina 120, la mia iOn, classe 2011, accetta cariche lente solo a 220 V 16A, 13 A e 10 A. Le iOn successive accettano anche 8 A.

Qualcosa di simile esiste già ed è stato trovato dai commentatori: è lo Yeti 3000 della Goal Zero. Si tratta di una batteria al litio capace di erogare oltre 3000 Wh, quindi teoricamente capace di dare a ELSA circa 15 km in più di autonomia. Pesa 30 kg e misura 26 x 39 x 33 cm. La versione europea eroga anche 220 V CA: praticamente è l’equivalente elettrico di un generatore portatile a benzina.

Costa in Svizzera circa 4500 CHF (4100 €): caro, certo, ma stiamo discutendo di fattibilità, non di convenienza economica.

A questa batteria sono collegabili moduli aggiuntivi al piombo da 1200 Wh, che pesano 35 kg l’uno e misurano 40 x 19 x 27 cm e costano 400 dollari l’uno, più il modulo di collegamento che ne costa altri 400.

Una soluzione del genere sarebbe caricabile non solo a energia solare ma anche con la rete fissa, per cui anche senza pannelli fotovoltaici potrei partire da casa con una “riserva” di 15 km di autonomia in più, fermarmi ovunque senza dover dipendere dalla presenza di una colonnina, e ricaricare (in un’oretta). Però a questi prezzi è più sensato usare quei 4100 euro come acconto per un’auto elettrica che abbia un’autonomia maggiore della piccola ELSA, cosa che farò l’anno prossimo allo scadere del leasing della mia attuale auto a lunga autonomia (una Opel Mokka a benzina).

Dai commenti mi è arrivata anche questa proposta: un pacco batterie aggiuntivo da 8,2 kWh, da caricare fotovoltaicamente o in altro modo, composto da elementi in LiFePo4, che costerebbe circa 2100 euro. Quegli 8 kWh darebbero a ELSA altri 40 km di autonomia, pesando però (se ho capito bene) una cinquantina di chili, più il peso dell’elettronica di controllo. Le dimensioni sarebbero accettabili per il piccolo bagagliaio di ELSA. Ma quest’idea esula dal tema di questo articolo.

In ogni caso, il concetto è stato sviscerato e sono stati chiariti i limiti tecnici di fattibilità, ed è questo che volevo ottenere. La risposta è , si potrebbe fare, ma a costi e con disagi che non lo rendono affatto conveniente e pratico. Però se i prezzi scendessero, o se qualcuno sapesse creare qualcosa di analogo ma non così sofisticato come lo Yeti 3000 (restando comunque sicuro), potrei farci un pensierino lo stesso.

Grazie a tutti per l’aiuto!


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