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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giovedì 9 febbraio 2012
giovedì 25 agosto 2011
Germania: introdotto il fast charging autostradale
Dopo Portogallo e Francia anche la Germania
E.ON: IN GERMANIA PRIMA STAZIONE PER RICARICA AUTO ELETTRICHE SU AUTOSTRADA, CON COSTI DI INSTALLAZIONE IRRISORI RISPETTO AD ALTRI FUEL
E.On ha installato la prima stazione di ricarica veloce per auto elettriche sulle autostrade tedesche.
La stazione si trova, spiega una nota, sull'autostrada A8 all'uscita di Irschenberg, in Baviera, nel sud della Germania.
Per la prima volta in Germania gli automobilisti hanno a disposizione stazioni di ricarica in corrente continua sulle autostrade. Con una capacità di ricarica fino a 50kW, queste stazioni sono in grado di ricaricare le auto elettriche in 20-30 minuti, a differenza delle stazioni di ricarica a corrente alternata e 3,5 kW di potenza utilizzate finora che impiegano circa sei ore per ricaricare completamente una batteria.
Durante la prima fase di test, la ricarica rapida avrà una tariffa flat di 5 euro. L'elettricità utilizzata in queste stazioni sarà generata da fonti rinnovabili ed esclusivamente dagli impianti idroelettrici di E.On. In futuro E.On intende sviluppare ulteriori stazioni di ricarica pubbliche e sviluppare soluzioni ancora più rapide, che permettano di ricaricare le auto in pochi minuti, proprio come avviene per i rifornimenti di benzina.
"Stazioni veloci di ricarica per i veicoli elettrici sono certamente più versatili - ha spiegato Ruth Werhahn, che gestisce i progetti di mobilità alla E. ON, infatti - fino ad oggi questi veicoli sono stati pensati soprattutto per i pendolari, in grado di ricaricarli nel loro garage durante la notte e che di giorno non hanno bisogno di più autonomia di quella attualmente disponibile di poco più di 100 km".
Inoltre Werhahn ha aggiunto che "le stazioni di carica veloce permettono di affrontare bene le grandi distanze di 150-200 km, per esempio nel percorso da Monaco a Salisburgo o da Stoccarda a Francoforte" andando anche incontro alle esigenze di quegli automobilisti che non possiedono un proprio garage. "Le stazioni di ricarica attraggono i clienti e i fornitori di energia solo se garantiscono rapidi tempi di ricarica" ha affermato Klaus Dieter-Maubach, membro del Consiglio di Gestione del Gruppo E.ON e responsabile per la Ricerca e la Tecnologia, "stiamo pertanto proseguendo la ricerca in questa direzione con particolare interesse".
In effetti è proprio così: man mano che la chimica delle batterie evolverà impiegando materiali nanostrutturati che consentono a basso costo densità di potenza ed energia compatibili con gli spostamenti a media-lunga distanza si avrà bisogno di punti di ricarica presso le arterie di grande comunicazione in grado di erogare in pochi minuti almeno il triplo dell'energia di una attuale batteria e con potenze disponibili sul punto molto elevate. Le utility possono essere i "petrolieri" del futuro, se i petrolieri attuali non si renderanno conto che possono avere ancora un ruolo importante con i trasporti su gomma elettrificati. Tra un presente difficile, sul piano della competitività e delle norme che regolano il settore dei servizi pubblici, ed un futuro non per questo privo di opportunità da sviluppare. L'orizzonte delle utility presenta incognite e prospettive. La mobilità sostenibile è la più grande occasione in prospettiva. Le utility possono diventare i petrolieri del futuro. Del resto, nei piani dei produttori cinesi già si parla di quote consistenti di veicoli elettrici negli stock totali (fino al 10% del parco esistente nel paese orientale entro il 2020) per una produzione di un milione di esemplari al mondo prevista dai maggiori costruttori.
La Germania, ultima in Europa dopo che anche l'industria francese si è ricreduta ed è stato avviato un programma per punti di rifornimento autostradale, si sta finalmente convertendo ai servizi di ricarica stradali in corrente continua. La ricarica rapida in meno di mezzora (oltre 125 Ampere o 50 kW ma anche più potente in futuro con le prossime batterie adatte a potenze maggiori) è in corrente continua, è affidabile e preserva la batteria perché la ricarica avviene con parametri specifici per quella batteria in quel momento grazie ad un protocollo di comunicazione fra il "controllo veicolo" che pilota l'apparato di ricarica stradale e non con la forza bruta... Al massimo, il servizio di ricarica in alternata è solo "veloce" (almeno un'ora) e implica imbarcare a bordo veicolo un caricabatterie per alti amperaggi ovvero pesante alcune decine di chilogrammi (anziché pochi), smaltirne il calore durante il funzionamento e quindi replicarlo per ogni veicolo anziché installarne uno per "n" veicoli presso opportune aree di servizio.
Fonte
E.ON: IN GERMANIA PRIMA STAZIONE PER RICARICA AUTO ELETTRICHE SU AUTOSTRADA, CON COSTI DI INSTALLAZIONE IRRISORI RISPETTO AD ALTRI FUEL
La stazione si trova, spiega una nota, sull'autostrada A8 all'uscita di Irschenberg, in Baviera, nel sud della Germania.
Per la prima volta in Germania gli automobilisti hanno a disposizione stazioni di ricarica in corrente continua sulle autostrade. Con una capacità di ricarica fino a 50kW, queste stazioni sono in grado di ricaricare le auto elettriche in 20-30 minuti, a differenza delle stazioni di ricarica a corrente alternata e 3,5 kW di potenza utilizzate finora che impiegano circa sei ore per ricaricare completamente una batteria.
Durante la prima fase di test, la ricarica rapida avrà una tariffa flat di 5 euro. L'elettricità utilizzata in queste stazioni sarà generata da fonti rinnovabili ed esclusivamente dagli impianti idroelettrici di E.On. In futuro E.On intende sviluppare ulteriori stazioni di ricarica pubbliche e sviluppare soluzioni ancora più rapide, che permettano di ricaricare le auto in pochi minuti, proprio come avviene per i rifornimenti di benzina.
"Stazioni veloci di ricarica per i veicoli elettrici sono certamente più versatili - ha spiegato Ruth Werhahn, che gestisce i progetti di mobilità alla E. ON, infatti - fino ad oggi questi veicoli sono stati pensati soprattutto per i pendolari, in grado di ricaricarli nel loro garage durante la notte e che di giorno non hanno bisogno di più autonomia di quella attualmente disponibile di poco più di 100 km".
Inoltre Werhahn ha aggiunto che "le stazioni di carica veloce permettono di affrontare bene le grandi distanze di 150-200 km, per esempio nel percorso da Monaco a Salisburgo o da Stoccarda a Francoforte" andando anche incontro alle esigenze di quegli automobilisti che non possiedono un proprio garage. "Le stazioni di ricarica attraggono i clienti e i fornitori di energia solo se garantiscono rapidi tempi di ricarica" ha affermato Klaus Dieter-Maubach, membro del Consiglio di Gestione del Gruppo E.ON e responsabile per la Ricerca e la Tecnologia, "stiamo pertanto proseguendo la ricerca in questa direzione con particolare interesse".
In effetti è proprio così: man mano che la chimica delle batterie evolverà impiegando materiali nanostrutturati che consentono a basso costo densità di potenza ed energia compatibili con gli spostamenti a media-lunga distanza si avrà bisogno di punti di ricarica presso le arterie di grande comunicazione in grado di erogare in pochi minuti almeno il triplo dell'energia di una attuale batteria e con potenze disponibili sul punto molto elevate. Le utility possono essere i "petrolieri" del futuro, se i petrolieri attuali non si renderanno conto che possono avere ancora un ruolo importante con i trasporti su gomma elettrificati. Tra un presente difficile, sul piano della competitività e delle norme che regolano il settore dei servizi pubblici, ed un futuro non per questo privo di opportunità da sviluppare. L'orizzonte delle utility presenta incognite e prospettive. La mobilità sostenibile è la più grande occasione in prospettiva. Le utility possono diventare i petrolieri del futuro. Del resto, nei piani dei produttori cinesi già si parla di quote consistenti di veicoli elettrici negli stock totali (fino al 10% del parco esistente nel paese orientale entro il 2020) per una produzione di un milione di esemplari al mondo prevista dai maggiori costruttori.
La Germania, ultima in Europa dopo che anche l'industria francese si è ricreduta ed è stato avviato un programma per punti di rifornimento autostradale, si sta finalmente convertendo ai servizi di ricarica stradali in corrente continua. La ricarica rapida in meno di mezzora (oltre 125 Ampere o 50 kW ma anche più potente in futuro con le prossime batterie adatte a potenze maggiori) è in corrente continua, è affidabile e preserva la batteria perché la ricarica avviene con parametri specifici per quella batteria in quel momento grazie ad un protocollo di comunicazione fra il "controllo veicolo" che pilota l'apparato di ricarica stradale e non con la forza bruta... Al massimo, il servizio di ricarica in alternata è solo "veloce" (almeno un'ora) e implica imbarcare a bordo veicolo un caricabatterie per alti amperaggi ovvero pesante alcune decine di chilogrammi (anziché pochi), smaltirne il calore durante il funzionamento e quindi replicarlo per ogni veicolo anziché installarne uno per "n" veicoli presso opportune aree di servizio.
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