L'ELETTRICO Pantografi, wireless elettrici, rimorchi eolici e dintorni

COME EVITARE LE LUNGAGGINI DELLA COLONNINA

di Sabina Harizaj

Iltempo di un pieno e di un caffè si può concentrare in una decina di minuti e poi via, si riprende a guidare. Ma come può essere gestito ed eventualmente aggirato il lungo tempo necessario a ricaricare un veicolo elettrico? La modalità più facile e diffusa per alimentare di energia i veicoli, come visto, è la colonnina di ricarica pubblica. Ma esistono anche metodi alternativi: alcuni lavorano sull’infrastruttura, altri si concentrano sulla batteria e in particolare sulla loro standardizzazione, così da ipotizzarne la sostituzione immediata di quella scarica con una carica, altri ancora cercano di assorbire energia solare sfruttando le ampie superfici offerte dal semirimorchio. Andiamo a scoprirle.

IL PANTOGRAFO VOLANTE

La prima modalità alternativa alla colonnina è la più famosa e anche la più costosa. Si definisce «pantografo elettrico» ed è stato adottato per la prima volta in Svezia, nel tratto autostradale tra Kungsgarden e Sandviken. Funziona in modo elementare: i mezzi pesanti ricaricano le proprie batterie tramite un pantografo posto dietro la cabina e collegato alle linee aeree di tensione sulla corsia dell’autostrada. Anche in Germania è piaciuta, tanto da essere stata testata sulla A5, vicino Francoforte, sulla A1, vicino a Lubecca, lungo la B462 in Baden-Württemberg. Il sistema di elettrificazione è stato sviluppato da Scania e Siemens e permette, a veicoli dotati di pantografo, di viaggiare a una velocità massima di 90km/h in modalità elettrica. È chiaro che se il veicolo deve abbandonare la corsia elettrificata, per esempio per effettuare un sorpasso o uscire dall’autostrada, a quel punto torna a funzionare grazie al motore a combustione interna. In Italia, la prima autostrada elettrificata è stata la A35 BreBeMi, interessando – tramite una collaborazione tra Scania e il concessionario – sei chilometri nel tratto tra i caselli di Romano di Lombardia e Calcio. Inizialmente questa modalità sembrava poter essere una modalità di trasporto alternativa. In realtà Magnus Höglund, responsabile delle infrastrutture e soluzioni di ricarica di Scania, ha chiarito che «permettono una ricarica funzionale ed efficace durante la guida. Dal punto di vista tecnico è soltanto un’ulteriore modalità per ricaricare i veicoli elettrici, questa soluzione però può essere particolarmente interessante su strade altamente trafficate e contribuisce a preservare le batterie e a ridurre il carico sulle reti di energia elettrica».

Non è facile mettere d’accordo ricariche elettriche di ore e ore con i ritmi accelerati del nostro quotidiano o con quelli imposti dalla produttività. Forse anche per questo fioriscono come funghi soluzioni di varia natura per aggirare o minimizzare la sosta. Ecco come funzionano

IL WIRELESS INTERRATO

Un secondo originale metodo di ricarica si chiama «e-road», consente ugualmente di ricaricare il veicolo in movimento tramite un sistema wireless – (DWPT) Dynamic Wireless Power Transfer r – che utilizza la tecnologia induttiva per la ricarica dinamica dei veicoli. In pratica, si sistemano otto centimetri sotto l’asfalto, enormi piastre di rame per la carica a induzione chiamate a comunicare con le piastre inserite al di sotto dei veicoli. I test dicono che lungo un tratto di 200 metri, con un camion da 40 ton dotato di cinque moduli wireless da 20 kW e che viaggia fino a 60 km/h, la velocità di trasferimento media è di 70 kW. Parliamo di camion perché il progetto, anche questo sviluppato in Svezia nel 2019, da marzo 2020 si è concentrato sulla ricarica di autocarri elettrici. A gestirlo è il consorzio Smartroad Gotland, con finanziamenti del ministero dei Trasporti svedese e il supporto tecnologico di ElectReon, azienda israeliana che fornisce la tecnologia di ricarica wireless. Il sistema attualmente funziona su un tratto di 1,65 km sull’isola di Gotland. Il suo limite è il costo: 11 milioni di euro per realizzare 4,1 km. Anche se chi lo ha

realizzato promette che possa durare almeno 40 anni e che non è condizionato dalle condizioni atmosferiche. Il pregio, invece, è di consentire la ricarica di veicoli pesanti senza farli fermare, ma anche senza doverli caricare di batterie eccessivamente pesanti.

IL RIMORCHIO VERNICIATO DI SOLE

Un’altra alternativa per ottimizzare i tempi di ricarica dei mezzi pesanti è costituita dallo sfruttamento dell’energia solare, sempre in movimento. L’idea è venuta a Sono Motors, start-up tedesca, che per rendere applicabile hanno sostituito il tradizionale processo di verniciatura di un semirimorchio con la tecnologia solare integrata, che a detta dei fondatori dell’azienda, ha il pregio di essere più economica, leggera ed efficiente delle celle solari convenzionali a base di vetro. Idea simile è stata sviluppata, seppure ad altro scopo da Thermo King, equipaggiando i 76 semirimorchi refrigerati di un’azienda belga (ECS), con i pannelli solari ThermoLite, anche se qui l’obiettivo è quello di risparmiare carburante (1.000 litri all’anno per ciascun semirimorchio) e di aumentare la durata delle batterie delle unità refrigerate e di conseguenza i tempi di attività dei mezzi. I pannelli solari, infatti, assicurano che la batteria dell’unità di refrigerazione rimanga costantemente carica, prevenendone tra l’altro il deterioramento e allungandone gli intervalli di manutenzione per la diminuzione delle ore di funzionamento del motore dell’unità. In Svezia, invece, l’azienda Ernst Express ha collaborato con Scania nello sviluppo di un rimorchio ricoperto di pannelli fotovoltaici, la cui energia alimenterà le batterie di un camion ibrido plug-in (PHEV). Sul rimorchio di 18 metri di lunghezza, i pannelli solari, installati su lati e copertura, copriranno un’area di 140 metri quadrati, arrivando a produrre circa 14.000 kWh/anno, così da consentire al veicolo di avere le batterie più cariche e di poter viaggiare più in modalità elettrica e quindi tagliare i consumi di gasolio del 5-10%.

IL PIT STOP DELLE BATTERIE

Le ricerche più evolute e forse più pratiche guardano però alla batteria. L’Università di Berlino, per esempio, ha lanciato eHaul, progetto da 6,5 milioni di euro – finanziati dal ministero per gli Affari economici e l’Energia e da aziende private quali Bosch – con cui sviluppare stazioni di servizio in grado di sostituire al volo le batterie ai mezzi pesanti elettrici tramite l’uso di robot, in modo del tutto automatizzato. Nella prima fase, fino al settembre 2023, l’eHaul verrà testato su due camion in una stazione di cambio a sud di Berlino. Quando i mezzi raggiungeranno la postazione, un robot progettato appositamente si occuperà di prelevare la batteria scarica e di sostituirla con una carica.

RICARICA? GIVE ME FIVE (MINUTES)

Fin qui abbiamo visto come evitare o minimizzare il contatto con la colonnina. Esiste anche un lungo filone di ricerca che punta invece a velocizzarlo. Una soluzione ottimale al riguardo è una cella per batterie che, utilizzando grafene e altri nanomateriali, si ricarica in soli cinque minuti. A realizzarla è stata l’israeliana StoreDot, che l’ha messa in disponibilità di un’azienda cinese che dovrebbe utilizzarla per realizzare batterie per veicoli. Il vantaggio di questa soluzione è anche quello di minimizzare il ricorso al litio, un metallo molto invasivo, in quanto richiede grandi quantità di acqua per un’estrazione pura. Il limite è che, almeno al momento attuale, non è stato ancora realizzato un caricatore che possa sopportare la potenza in transito nei cinque minuti di ricarica.

La soluzione ecologica di Thermo King

PANNELLI SALVA BATTERIE

Un’idea simile a quella del rimorchio fotovoltaico è stata sviluppata, seppure ad altro scopo da Thermo King, equipaggiando i 76 semirimorchi refrigerati di un’azienda belga (ECS), con i pannelli solari ThermoLite. In questo caso l’obiettivo è quello di risparmiare carburante (1.000 litri all’anno per ciascun semirimorchio) e di aumentare la durata delle batterie delle unità refrigerate e di conseguenza i tempi di attività dei mezzi. I pannelli solari, infatti, assicurano che la batteria dell’unità di refrigerazione rimanga costantemente carica, prevenendone tra l’altro il deterioramento e allungandone gli intervalli di manutenzione per la diminuzione delle ore di funzionamento del motore dell’unità.