Con 10 kW costanti dalla strada... viaggi in autostrada con l'auto elettrica
La piattaforma "veicolo elettrico" è sempre più al centro di molteplici applicazioni e si candida ad uscire dall'ambito di utilizzo urbano: ora si avvia la sperimentazione della ricarica dinamica in risonanza magnetica, oltre la semplice induzione, dopo la ricarica wireless statica a bassa potenza. Possibile la realizzazione di sedi stradali con corsia elettrica riservata.
Il problema della ricarica delle auto elettriche potrebbe essere risolto brillantemente nel prossimo futuro grazie a una tecnologia che riuscirebbe non a dimezzare, bensì ad azzerare i tempi di attesa per il completamento di un pieno di elettricità. Tale possibilità potrebbe essere data dal lavoro degli scienziati dell’Università di Stanford, i quali hanno messo a punto e brevettato un sistema che consentirà di ricaricare i veicoli senza fili (wireless) mentre questi si trovano in movimento.
Fondamento di questa tecnica è la ricarica wireless che diversi costruttori hanno intenzione di implementare sui modelli elettrici di prossima generazione. Grazie alla possibilità di trasferire energia elettrica senza l’uso di cavi, secondo gli scienziati si aprirebbero le porte della ricarica in mobilità, cioè effettuabile mentre il veicolo viaggia in autostrada.
Il sistema prevede lo scambio di energia tra due bobine che, risuonando sulla stessa frequenza, generano un campo magnetico attraverso il quale avviene il trasferimento di energia. La tecnologia è finora stata sperimentata sistemando le due bobine su due punti fissi, cioè tra un punto di ricarica e un veicolo in sosta, ma gli studiosi di Stanford affermano di poterla adattare per consentire la ricarica in movimento, fino a trasferire 10 kW di energia elettrica a una distanza di sei piedi e mezzo (circa 2 metri).
Il progetto prevede l’installazione a bordo strada di una serie di bobine trasmettenti in grado di inviare corrente a una bobina ricevente installata sull’automobile, in modo che mentre questa si sposta lungo la strada instauri un rapporto di risonanza magnetica con tutte le bobine sistemate in serie lungo il percorso, generando un continuo passaggio di energia fino a ricaricare la batteria. Quindi la vettura elettrica mantiene un'autonomia più che sufficiente quando esce dall'infrastruttura stradale e prosegue autonomamente.
La tecnologia è finora stata studiata a livello teorico, ma gli scienziati sono adesso impegnati nel mettere a punto i primi esperimenti su strada per capire se ci possono essere problemi nel funzionamento pratico ed eventualmente risolverli in vista di un possibile sbarco sul mercato in futuro (10-20 anni le prime applicazioni commerciali).
Ad aprire nuovi orizzonti sulla questione vitale dell'autonomia e dei sistemi di ricarica dei veicoli alimentati ad energia elettrica ci hanno pensato i ricercatori dell'Università di Standford, che hanno lavorato sul concetto messo a punto originariamente dal Mit (Massachusetts Institute of Technology) di Boston con WiTricity. Il punto focale dei due progetti è il seguente: ricaricare le batterie dei veicoli elettrici senza bisogno di cavi e di prese di corrente. E di sistemi che permettono di esaudire tali obiettivi già se ne sono visti. A Standford sono però andati oltre, trovando il modo di abilitare la ricarica attraverso speciali bobine in grado di fornire fino a 10 kilowatt di potenza a una distanza massima di 6,5 piedi (circa due metri) e con una dispersione energetica ritenuta essere trascurabile. Ipotizzando l'integrazione di tali bobine nel manto stradale (i componenti sarebbero inclinati con un angolo di 90 gradi e collegati alla rete elettrica) ecco materializzarsi la possibilità di assicurare costante rifornimento ed autonomia teoricamente indeterminata ai veicoli elettrici dotati dello stesso tipo di bobina. Al campo magnetico che si verrebbe a creare con la strada il compito di trasmettere, via wireless, l'energia elettrica all'auto.
I ricercatori hanno inoltre reso noti i primi risultati dei test di laboratorio, giudicati molto promettenti. L'efficienza di trasferimento di potenza è stata misurata infatti nell'ordine del 97% e tale percentuale va raffrontata alle capacità delle stazioni di ricarica wireless, tendenzialmente inferiori del 10% rispetto alle colonnine che distribuiscono energia elettrica via cavo. A Standford sono comunque convinti che di strada da fare per dimostrare la fattibilità del progetto sul campo, senza perdita di qualità, sia ancora molta. Se però lo sviluppo dovesse procedere senza intoppi, sono già al vaglio soluzioni per sfruttare i campi magnetici generati dal sistema delle bobine wireless per controllare lo sterzo dei veicoli e garantire che questi possano rimanere sempre all'interno della corsia di percorrenza.
Due considerazioni: la prima riguarda le infrastrutture, la seconda i veicoli. Con l'applicazione di questa tecnologia è possibile la realizzazione di sedi stradali con corsie elettriche (si comincia con una, sulle arterie principali), chiaramente non riservate ai veicoli elettrici perché il trasferimento di energia nel segmento dove si trova il veicolo è attivato con una trasmissione dati relativi al contratto sottoscritto dall'utilizzatore e quindi senza pericoli per i veicoli termici, benché non "risonanti" alla frequenza del campo magnetico che traferisce l'energia. La seconda considerazione è che ogni veicolo elettrico è equipaggiabile con un apparato di ricarica wireless in risonanza magnetica, esattamente come se venisse aggiunta una periferica ad un sistema autonomo. Questo aspetto candida tutti i veicoli elettrici presenti, come quelli oggi in vendita, e futuri come possibile fruitore di questi servizi, migliorando quindi la loro fruibilità e diminuendo il TCO (minor fattore obsolescenza).
Per approfondire: Wireless, Risonanza magnetica.
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