Stoccaggio intermedio: ricaricare un’auto elettrica con la stessa velocità di un’auto a benzina!

Stoccaggio intermedio di energia: ricaricare un’auto elettrica così velocemente come avviene per il rifornimento di benzina

Stoccaggio intermedio di energia – Le auto elettriche saranno veramente competitive solo quando per ricaricarle non ci vorrà più tempo di quello necessario a riempire il serbatoio di un’auto a benzina. La capacità delle batterie sta migliorando in modo esponenziale, ma l’anello debole è rappresentato dalla rete elettrica: come potrebbe questa ricaricare migliaia di auto elettriche nello stesso tempo? La faccenda diventa particolarmente problematica nel caso di ricarica rapida, che può richiedere una potenza fino a 10 volte più elevata. I ricercatori dell’EPFL (l’École polytechnique fédérale de Lausanne: il Politecnico Federale di Losanna) hanno già trovato la soluzione! Questa soluzione si chiama archiviazione o stoccaggio intermedio di energia.

Occorre solo un minuto e mezzo per mettere abbastanza carburante nel serbatoio di una vettura diesel da farle percorrere circa 1.000 chilometri. Dopo aver ricaricato per lo stesso lasso di tempo, le migliori auto elettriche hanno un’autonomia di soli 6 chilometri. L’unico modo per rendere il processo di ricarica più veloce è quello di aumentarne il flusso di potenza. Ma una ricarica così veloce richiederebbe 4,5 MW di potenza, pari a 4.500 lavatrici. Ciò potrebbe comportare un black-out della rete elettrica.

 

Bassa o media tensione

“Noi abbiamo pensato ad un sistema di stoccaggio intermedio“, ha affermato Alfred Rufer, ricercatore del Laboratorio di Elettronica Industriale dell’EPFL. “Con questo immagazzinamento tampone, le stazioni di ricarica potrebbero essere scollegate dalla rete, garantendo comunque un alto livello di ricarica per le automobili.” E questo potrebbe essere ottenuto utilizzando la rete a bassa tensione (come per il fabbisogno elettrico residenziale) o la rete a media tensione (come per la distribuzione di potenza locale), il che ridurrebbe in modo significativo l’investimento richiesto.

Questo sistema di stoccaggio intermedio può essere realizzato utilizzando un accumulatore agli ioni di litio delle dimensioni di un container, che viene costantemente ricaricato dalla rete ad un basso livello di potenza. Quando un EV ha bisogno di una ricarica rapida, la batteria tampone trasferisce prontamente al veicolo l’elettricità immagazzinata; la rete non viene neppure utilizzata.

Per dimostrare che questo sistema può funzionare, i ricercatori del Centro di Energia e del Laboratorio di Elettronica Industriale del Politecnico di Losanna hanno costruito un prototipo insieme ai loro partner dell’Istituto di Ricerca di Scienza dei Materiali e Sviluppo delle Tecnologie (EMPA), dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Zurigo (ETHZ) e della Facoltà di Scienze Applicate di Berna. Il prototipo consiste in un rimorchio per autotrazione contenente un pacco batterie per lo stoccaggio intermedio. Esso viene alimentato dalla rete a bassa tensione e, nell’arco di 15 minuti, è in grado di erogare tra i 20 e i 30 kWh necessari a ricaricare la batteria di una normale auto elettrica. “Il nostro obiettivo era quello di mantenerci al di sotto della soglia psicologica di mezz’ora. Ma comunque c’è ancora spazio per fare di meglio”, ha dichiarato Massimiliano Capezzali, vicedirettore del Centro di Energia nonché coordinatore del progetto.

Ricarica di un’auto elettrica in 15 minuti!

 

Determinare la capacità delle future stazioni di ricarica

La cosa interessante di questo studio è che può essere utilizzato anche per determinare la capacità di cui dovranno disporre le future stazioni di ricarica. Le pompe di benzina del secolo scorso dovranno gradualmente cedere il passo alle stazioni di ricarica elettrica. E proprio come i proprietari delle vecchie pompe hanno dovuto individuare la dimensione giusta per i loro serbatoi di benzina e gasolio, allo stesso modo in futuro i fornitori di energia elettrica dovranno stimare la capacità necessaria del loro sistema di stoccaggio di energia. Per agevolarli nel loro compito, i ricercatori hanno sviluppato una equazione che considera un certo numero di parametri, compresi: le statistiche di traffico su un determinato tratto di strada, il numero stimato di auto elettriche, la capacità di ricarica delle batterie, le esigenze di ricarica degli utenti, e via discorrendo.

Le simulazioni, che sono basate su dati reali provenienti dalla Svizzera di lingua francese, hanno dimostrano che lo scenario è del tutto realistico. Una stazione in grado di ricaricare rapidamente 200 vetture al giorno avrebbe bisogno di una capacità di stoccaggio intermedio pari a 2,2 MWh. Lo stesso ordine di grandezza dell’energia consumata mediamente da una abitazione in un anno. In termini di volumi, sarebbero necessari grosso modo a 4 container. “Le auto elettriche potranno cambiare le nostre abitudini. È chiaro che in futuro dovranno coesistere diversi tipi di ricarica: da quella lenta (ricarica casalinga) a quella ultra veloce (indispensabile per i viaggi a lunga percorrenza)”, ha concluso il dottor Capezzali.

 

Grazie per l’attenzione e alla prossima!

Team GAA