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Il rivoluzionario caricabatterie per veicoli elettrici

I veicoli elettrici diventano sempre più comuni, ma le infrastrutture lottano per tenere il passo.
man charging electric car at chargepoint

Lee Williams esamina un caricabatterie VE ultraveloce potenzialmente rivoluzionario che si carica dalla rete lentamente e senza sforzi per rilasciare rapidamente la potenza al veicolo.

I veicoli elettrici stanno prendendo velocemente piede. Ogni casa automobilistica ci sta ora lavorando o ne ha già prodotta una. Diversi Paesi si sono impegnati a sbarazzarsi completamente delle auto a benzina e diesel, alcuni come l'Olanda e la Norvegia già nel 2025, altri come la Germania e l'India nel 2030. Anche il più grande mercato automobilistico del mondo, la Cina, ha promesso di porre fine alla produzione di veicoli ad energia tradizionale nel prossimo futuro.

Ma le promesse smentiscono la realtà. I veicoli elettrici rappresentano attualmente solo lo 0,1% del mercato automobilistico mondiale secondo un rapporto dell'OCSE del 2017. Quel che è peggio, molti Paesi in via di sviluppo - proprio quelli che compreranno e produrranno più automobili in futuro - non hanno le infrastrutture per far fronte all'elettrificazione.

Ecco perché lo sviluppo delle infrastrutture di ricarica per EV (Electrical Vehicle - VE, Veicolo Elettrico) è cruciale. E perché un prototipo di caricatore della società italiana Nidec ASI potrebbe rivelarsi un punto di svolta. Non solo potrebbe dimostrare di essere più veloce della concorrenza, caricando un VE fino all'80% di capacità in meno di 15 minuti - il Tesla Supercharger impiega circa 30 minuti per la stessa quantità - Il caricabatterie Ultra-Fast di Nidec ASI funge da cuscinetto tra la rete e il veicolo, attenuando la pressione sulle infrastrutture man mano che entra in contatto un numero sempre maggiore di veicoli elettrici.

“Il caricabatterie Ultra-Fast si alimenta dalla rete", spiega Matteo Rizzi, direttore vendite e marketing globale presso Nidec ASI, "e facendo affidamento sull'energia accumulata a batteria, ricarica un veicolo elettrico con potenza da 320kWs-350kWs. Basandosi su questa batteria, è in grado di erogare da sei a sette volte la potenza prelevata dalla rete”. Il componente chiave è il sistema di accumulo dell'energia della batteria, essenzialmente un'altra batteria tra la rete e il VE. Il sistema di accumulo si può ricaricare dalla rete lentamente e senza tensione, a 50kw, rilasciando poi rapidamente la sua potenza al veicolo a 320-350kWs.

"I luoghi in cui tradizionalmente pensiamo alle auto hanno forniture elettriche"

woman charging her car at a charging point

“Il senso di tutto ciò è che è possibile posizionare i caricabatterie in aree che non hanno alimentazione da 350kW", spiega il dott. James Marco, esperto di ricarica VE e infrastrutture dell'Università di Warwick. "I luoghi in cui tradizionalmente pensiamo alle auto, i parcheggi a più piani, le stazioni di servizio, le stazioni di servizio sull'autostrada - hanno generalmente forniture elettriche relativamente modeste”.

Lo stesso vale per i paesi più poveri, dove l'infrastruttura elettrica non è adeguata o l'energia rinnovabile potrebbe sostituire la rete come fonte di energia. "Siamo molto interessati a spingere il modello in cui il VE vive sulle energie rinnovabili invece di esercitare pressione sulla rete", afferma Rizzi. "Il caricabatterie ci consente di immagazzinare questa energia e moltiplicare di sei o sette volte la potenza di uscita”.

Puntando sui mercati delle rinnovabili nei paesi in via di sviluppo, Nidec ASI sta lavorando alla creazione di stazioni di ricarica a bassa tensione (BT) con batterie centralizzate che possono caricare 12 veicoli fino all'80% della capacità in appena un'ora o 80 veicoli in un giorno. Rizzi vede queste stazioni, che richiedono fino a 200 kW di potenza in ingresso, come funzionanti all'interno di una micro griglia dove le fonti rinnovabili localizzate come i pannelli solari sul tetto forniscono la fonte di energia. Ci si aspetta che arrivino online nei prossimi due anni, seguiti dalle stazioni di ricarica di media tensione (MV) che operano direttamente dalla rete o da una fonte rinnovabile e ricaricano fino a 135 veicoli in un'ora.

Queste stazioni di ricarica MV più grandi richiederanno una quantità significativamente maggiore di energia e alcuni investimenti nelle infrastrutture di rete o nelle fonti energetiche rinnovabili, il che indica un potenziale ostacolo nel percorso futuro. I caricabatterie Ultra Fast possono costituire una soluzione praticabile a questa problematica, ma cosa succederà quando la maggior parte delle famiglie possiederà un VE? Sicuramente l'inevitabile tensione sulle infrastrutture elettriche arriverà ad un certo punto, qualunque cosa si faccia?

Il dottor Marco non la pensa così. "Data la crescita prevista non abbiamo ancora problemi," dice, "e non ne avremo ancora per un bel po'. Quindi, a livello generazionale, non vedo problemi fintanto che verranno fatte le cose in maniera sensata". Tra le cose sensate sono comprese la gestione dell'energia in termini di domanda, come caricabatterie intelligenti collegati a griglie intelligenti e contatori intelligenti, quindi pur potendo avere un centinaio di dispositivi collegati in una sola volta, non si caricherebbero tutti contemporaneamente. I dispositivi vengono caricati in momenti diversi per massimizzare l'utilità e smorzare l'impatto sulla rete, fornendo persino energia alla rete in caso di tempi morti.

Quest'ultimo punto potrebbe essere la chiave per integrare le infrastrutture di ricarica EV nei paesi in via di sviluppo in un modo a basso costo e relativamente semplice, secondo Rizzi, perché portano la redditività nell'equazione. In prima linea la ricarica da veicolo a griglia (V2G), cosa che può fare anche l'Ultra Fast Charger. Ciò consente ai veicoli di inviare effettivamente energia alla rete quando sono collegati, ma non in carica. Si apre un nuovo mondo in cui i veicoli elettrici diventano non solo consumatori di energia ma generatori essi stessi. "Caricare la propria auto al lavoro potrebbe diventare un incentivo all’impiego", dice Marco. "In un'università o un parco scientifico con un parcheggio pieno di veicoli elettrici si potrebbe ritirare l'auto carica quando si esce alle cinque del pomeriggio. In cambio, si lascia che la propria auto venga usata come parte di una centrale elettrica virtuale tra le dieci e le tre ore”.

Rizzi vede questo sistema in uso ovunque siano parcheggiate molte macchine per lunghi periodi di tempo, dagli uffici, ai centri sanitari, alle stazioni ferroviarie e agli aeroporti - centrali elettriche virtuali che non consumano più energia ma diventano organi vitali che reintegrano l'energia della rete. Potrebbe funzionare anche a livello individuale. "A casa si potrebbe avere il proprio EV", dice Marco, "e inoltre si potrebbe avere un piccolo sistema di batterie collocato in casa, grande più o meno quanto un frigorifero convenzionale, e pannelli solari sul tetto. Ci sarebbe una centralina di controllo e i dati per la gestione oltre ad avere una piccola riserva di energia propria”.

Nidec ASI non è l'unica azienda focalizzata sulla ricarica V2G. Nissan collabora con il colosso dell'energia E.ON per rendere disponibile la tecnologia V2G nel prossimo futuro per il suo EV, il Leaf. OVO Energy, con sede nel Regno Unito, fornisce già caricabatterie V2G in grado di gestire l'energia in modo intelligente tramite un'app per smartphone. Con l'avvento della tecnologia, Rizzi ritiene fondamentale l'adozione di veicoli elettrici nei paesi più poveri senza la necessità di enormi investimenti in infrastrutture.

"Attraverso questo approccio alla griglia intelligente (smart grid) è possibile assicurarsi la creazione di un modello di business redditizio", afferma. "Non si tratta solo di fare grandi investimenti, che non sarebbero fattibili. E’ possibile realizzare diversi flussi in entrata e questo è il messaggio”.

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