In questo articolo raccolgo volentieri l’invito di un amico/cliente a parlare di soluzioni di ricarica elettrica e relative connessioni con il fotovoltaico. Le informazioni contenute in questo post sono frutto del “lavoro sul campo” e di ricerca personale.

di Michele Bassi

 

Mobilità elettrica: una speranza storica

Nei momenti più difficili di questo settore, uno degli argomenti di maggior speranza era proprio la certezza che prima o poi la mobilità elettrica sarebbe arrivata contribuendo ad imporre l’imprescindibilità del fotovoltaico come tecnologia che potesse auto-produrre il “carburante”. I più detrattori e pessimisti vedevano lontana quella speranza tanto agognata e, tutto sommato, i segnali del momento erano veramente poco incoraggianti. Mi ricordo una fugace collaborazione fra Elmec Solar e un’azienda del nostro territorio che produceva delle micro-car Full Electric con una velocità massima di 50 Km/h, batteria Piombo-Gel con autonomia di 70-80 km.

Era molto chic una partnership e un co-marketing di questo genere ma, a tutti gli effetti, si trattava comunque di proporre una soluzione per una piccola nicchia di appassionati.

Batterie di accumulo e mercato dell’elettrico

L’avvento della tecnologia storage al litio è stato un acceleratore importante: questa tecnologia abbinata al fotovoltaico ne ha contribuito ulteriormente la fama e alcuni “brand” della E-mobility hanno cominciato a sfruttare il momento aumentando la loro visibilità (Tesla Motors in primis). L’attenzione del consumatore è cresciuta velocemente e il mercato ha risposto con il lancio di nuovi modelli di auto più abbordabili (Nissan LEAF, Renault ZOE) con autonomie sempre maggiori. Oggi, a distanza di 5 anni, i numeri in Italia sono ancora molto piccoli: 10.500 vetture Full Electric immatricolate nel 2019 (0,5% del mercato) a cui si aggiungono 6.500 vetture ibride Plug In (PHEV: 0,3%). Da tre anni però i numeri crescono con una curva importante (oltre 100% all’anno). In Germania i numeri sono di oltre 60.000 veicoli totalmente elettrici immatricolati nel 2019 con una quota di mercato in ascesa continua. Il 2020 era partito come l’anno della “consacrazione”: nel solo mese di Gennaio in Francia sono state vendute più di 10.000 auto elettriche.

Il COVID-19 sicuramente avrà un impatto negativo anche su questo mercato, ma è indubbio che la strada sia tracciata. A maggior ragione dopo un’esperienza tanto scioccante come quella che stiamo attraversando che, con buone probabilità, trova le sue cause anche nella scarsa qualità dell’aria che respiriamo.

Una premessa importante

In ambito privato ci sono diverse possibilità di ricarica ma, prima di analizzarle, ci tengo a condividere una raccomandazione importante: la ricarica di un’auto prevede l’utilizzo di energia elettrica a potenza considerevole (minimo 3 kW) per un periodo prolungato e questo implica un’attenzione particolare alla sicurezza (gestione del calore che si genera, limitazione delle dispersioni ecc.).

Per questo motivo è importante:

  1. Utilizzare materiale elettrico di prima qualità
  2. Predisporre una linea elettrica dedicata, meglio se derivata direttamente dal contatore, con un cavo correttamente dimensionato (per sezione e tipologia) in base alla lunghezza della tratta e alle potenze in gioco.
  3. Far eseguire i lavori ad un professionista in grado di rilasciare relativa Dichiarazione di Conformità.

Tipologie di ricarica domestica

Gli apparati di ricarica domestica oggi disponibili sono i seguenti:

PRESA CEE INDUSTRIALE (16 Ampere)

Garantisce una potenza massima di 3,7 kW (16 Ax230 V), ma con un livello di sicurezza minimale (possibili surriscaldamenti dei componenti a seguito di uso prolungato) e nessuna possibilità di controllo automatizzato e/o remoto.

 

PRESA WALL BOX Monofase (16A o 32A)

E’ una presa “da muro” evoluta: garantisce una totale sicurezza, poiché dotata di sistemi di protezione interni e, molti modelli, hanno la possibilità di modulare la carica in funzione degli assorbimenti complessivi dell’abitazione (controllo dei carichi). Questa funzione è molto importante per evitare di far saltare il contatore per esubero di potenza assorbita: se si lascia l’auto in carica per tutta la notte (oppure quando in casa non c’è nessuno) e durante la carica scatta il contatore generale al risveglio (o al rientro), si possono avere brutte sorprese. Le WALLBOX Monofase sono disponibili in due amperaggi (16A o 32A) e, di conseguenza, in due potenze 3,7 kW o 7,4 kW. Per quest’ultima versione occorre dotarsi di un contatore sufficientemente potente (10 kW) che, in versione monofase, solo raramente viene concesso dal Distributore.

Le WALLBOX più evolute sono dotate di APP per controllo e attivazione da remoto della carica e dei vari parametri (potenza, % di carica, tempo di carica ecc.).

 

COLONNINA SINGOLA o MULTI

Si tratta di una “torretta” dotata di una o più prese di ricarica, generalmente sono TRIFASE (400 V) con i due amperaggi disponibili 16A e 32A e dunque potenza rispettivamente di 11 kW o 22 kW. In questo caso è necessario un contatore di fornitura TRIFASE di potenza adeguata. Anche per le colonnine di ricarica c’è la possibilità di controllo dei carichi e APP per controllo da remoto.

In tutti e tre le tipologie la ricarica è effettuata in Corrente Alternata e dunque l’energia viene spinta verso un “carica-batterie” interno all’auto: si tratta di un vero e proprio Inverter evoluto che trasforma l’energia elettrica ricevuta in Corrente Continua (l’energia elettrica può essere accumulata solo in forma di corrente continua) e ne regola il flusso verso la batteria dell’auto. Per questo motivo prima di scegliere la Potenza della WallBox o Colonnina è fondamentale sapere quale potenza può gestire l’apparato di carica dell’automobile che si intende acquistare. E’ assolutamente inutile comprare una colonnina da 11 kW, cambiare il contatore, cambiare il contratto di fornitura ecc. quando la mia auto può gestire in Corrente Alternata al massimo di 3,7 kW!

Ricarica elettrica e fotovoltaico

L’aspettativa tipica di un possessore di auto elettrica e impianto fotovoltaico è quella di potersi auto-produrre tutta “la benzina” necessaria. Ma è davvero cosi? Con il mio impianto fotovoltaico ho tutta “la benzina” che mi serve? Fotovoltaico + WallBox significa autonomia totale di carburante?

Per rispondere e valutare correttamente le connessioni fra fotovoltaico e ricarica elettrica domestica abbiamo ritenuto importante fare un’analisi sui modelli di auto in commercio per valutarne autonomia, potenza di carica, percorrenza dichiarata e consumo per avere un po’ di numeri su cui ragionare. Di seguito una tabella riassuntiva dei 10 modelli più venduti in Italia nel 2019:

Analizzando la tabella e “decurtando” di un buon 10% le percorrenze dichiarate in modo da essere correttamente cautelativi, possiamo prefigurarci una situazione media in cui un auto elettrica di “segmento Top” ha un consumo di 4,5 Km per kWh, un auto di “segmento intermedio” ha un consumo di circa 6 Km/kWh e un’auto “utilitaria” ha un consumo di circa 7, 5 Km/kWh.

Per le potenze di carica (in Corrente Alternata) direi che quasi tutti i modelli reggono i 7,4 kW.

 

I parametri da considerare

Per rispondere alle domande dell’inizio del paragrafo occorre considerare almeno 3 variabili che hanno un grande peso:

  • PERCORRENZA MEDIA GIORNALIERA

Quanta strada viene percorsa mediamente ogni giorno? In funzione delle singole situazioni di ciascun driver la risposta è differente: dipende dalla distanza fra casa e posto di lavoro, dall’uso o meno dell’autovettura per spostamenti lavorativi e da altre necessità personali.

Questo dato però è fondamentale per capire quanta energia mi serve da mettere ogni giorno nella batteria dell’auto, considerando il consumo medio di 6 km per kWh che abbiamo estratto dalla tabella delle E-car più vendute di segmento intermedio, si può prevedere il fabbisogno energetico quotidiano.

Qualche esempio: se la percorrenza media con un auto di segmento intermedio è di 50 Km/gg significa che occorre prevedere un fabbisogno di energia di 8 kWh/gg in ricarica (50 km: 6 kWh/Km = 8 kWh), 80 Km/gg significa 13,5 kWh/gg, 100 Km/gg significa 16 kWh/gg ecc. Il fabbisogno giornaliero è il dato utile per capire quanta energia dell’impianto fotovoltaico occorre “riservare” per la carica quotidiana dell’auto.

  • POSSIBILITA’ E ORARI DI CARICA

E’ fondamentale prevedere come poter sfruttare al massimo l’energia “solare” dell’impianto fotovoltaico e di conseguenza prevedere quando sarà possibile mettere l’auto in carica. Poter caricare nelle ore centrali della giornata, infatti, significa ottimizzare al massimo il binomio fotovoltaico-ricarica perché si sfrutta il momento di maggior potenza istantanea di erogazione dei pannelli. Una pausa pranzo abbondante da poter trascorrere a casa potrebbe essere la situazione ideale, in alternativa occorre almeno massimizzare le ore diurne dei weekend. Se la possibilità di carica è esclusivamente notturna non vi è altra soluzione se non dotarsi di una batteria di accumulo da abbinare all’impianto fotovoltaico. Occorrerà però dimensionare correttamente la capacità tenendo conto di altri aspetti: quantità di carica giornaliera da mettere nell’auto elettrica (che dipende dalla percorrenza media giornaliera), potenza dell’impianto fotovoltaico esistente, fabbisogno energetico degli altri utilizzatori dell’abitazione, profilo di consumo dell’abitazione ecc.

  • IRRAGGIAMENTO SOLARE

La produzione dell’impianto fotovoltaico è molto asimmetrica nelle due stagionalità, un impianto da 3 kW a luglio produce dai 13 ai 18 kWh/gg in funzione dell’orientamento più o meno ottimale, lo stesso impianto a Dicembre produce mediamente dai 2 ai 3 kWh/gg; il 70% della produzione annuale di un impianto fotovoltaico è sviluppata nel periodo marzo-settembre, dunque la stagione invernale è sicuramente molto penalizzata dal punto di vista del contributo solare alla carica dell’auto elettrica. Questa è un‘informazione da avere bene in mente per evitare di creare aspettative non soddisfabili.

 

Strategie vincenti

Abbiamo appreso che la percentuale di auto-produzione di “carburante” della propria auto elettrica può variare molto da caso a caso e, in generale, sarà molto scarsa nei mesi invernali (ottobre-febbraio).

Che fare dunque? Vincolare la mobilità? (Ma!? Quest’ultima affermazione è una contraddizione in termini!)

È dunque necessario mettere in campo una serie di strategie e atteggiamenti vincenti:

1 – CERCARE SOLUZIONI TECNOLOGICAMENTE INTEGRATE

I più importanti produttori di inverter fotovoltaici sono già entrati (o stanno per farlo) nel mercato delle soluzioni di ricarica, è evidente che è molto vantaggioso avere un EV-Charger in grado di “dialogare” direttamente con l’inverter dell’impianto fotovoltaico. Questo dialogo, unito ad un controllo remoto, consente di modulare in maniera ottimale la carica del veicolo con le prestazioni dell’impianto fotovoltaico. Sembra poco ma il fatto di caricare l’auto esclusivamente con l’energia prodotta dal sole, modulando la carica in funzione dell’energia disponibile (al netto dei consumi di casa) consente per molti mesi all’anno, almeno nel weekend, di fare un pieno a costo zero. Per non parlare della possibilità di attivare automaticamente la carica a determinate soglie di potenza dell’impianto fotovoltaico o altre funzioni facilmente attivabili da remoto avendo tutti dati istantanei su un’unica piattaforma di monitoraggio. Con un sistema integrato è tutto facilmente realizzabile, con un inverter di marca “X” e una WallBox di marca “Z” è molto più complicato ed è fattibile solo con WallBox molto evolute (controllo dei carichi, lettura della produzione fotovoltaica e software predisposto per gestire i due dati) che sicuramente non sono nella fascia “primo prezzo”.

 

2-RICARICARE OVUNQUE SIA POSSIBILE

Con l’auto a motore a scoppio siamo abituati a fare rifornimento quando la lancetta dell’indicatore del serbatoio è prossima alla riserva. Con un’auto elettica occorre cambiare paradigma: ogni volta che ho a disposizione una fonte di carica DEVO utilizzarla, sia anche per una micro-carica di mezz’ora. È un po’ come con gli Smartphone o i PC portatili, non importa che la batteria sia al 80%, 50% o 30% poiché, sapendo che ne farò un uso intensivo, se ho a disposizione una presa di corrente mi attacco (in treno, nella sala d’attesa del medico, nell’ufficio del mio collega/cliente/fornitore ecc. ecc.). Con l’auto elettrica è la stessa cosa, ovunque io possa trovare un punto di ricarica ad uso “pubblico” (possibilmente a basso costo, meglio ancora se gratuito) devo cercare di sfruttarlo. Oggi in tutta onestà le possibilità non sono molte: qualche centro-commerciale, qualche ristorante, qualche albergo, qualche centro-sportivo, qualche parcheggio, ma in breve tempo i punti di ricarica si moltiplicheranno e diventeranno un plus e una leva per attirare clienti, soprattutto nei settori HoReCa e Wellness (un po’ come è stato il WIFI Free qualche anno fa).

 

3-LA RETE NON E’ UN NEMICO

Lo spirito d’indipendenza energetica insito in chi crede e investe nel fotovoltaico deve in un qualche modo ammorbidirsi. Come abbiamo visto infatti la stagione invernale si sposa male con l’auto-ricarica “solare” e occorre farsene una ragione. E’ necessario cominciare a credere ad una rete intelligente, è necessario cominciare a convincersi che la strada è quella di condividere le risorse: la Sharing Economy con le sue declinazioni più etiche (car sharing, coworking, crownfounding) insegna che è una strada più percorribile e sostenibile rispetto alla creazione di tanti piccoli micro-mondi autosufficienti. Anche da un punto di vista politico qualcosa si muove: con la Legge 8/2020 del 28/02/2020 (conversione del Decreto Milleproroghe del 30/12/2019) l’Italia recepisce la normativa Europea denominata RED II (del 2018) che prevede alle famiglie, alle comunità e alle imprese di attivare modelli di autoconsumo collettivo attraverso la produzione di energia pulita condivisa. In buona sostanza, la possibilità di creare comunità energetiche locali autosufficienti che sono il primo passo per la creazione delle le famose SMART GRID. Del resto è dal 2016 che in ambito di Comunità Europea si discute e si promuove la figura del PRO-SUMER energetico (producer + consumer): un soggetto che produce e consuma energia, nient’altro che un soggetto che ha un impianto fotovoltaico connesso alla rete e un contatore elettrico. Nella logica delle reti intelligenti, le auto-elettriche sono una grande risorsa perché rappresentano sistemi di accumulo in movimento in grado di recepire i picchi di produzione e/o rilasciare energia per soddisfare i picchi di richiesta, tenuto conto del fatto che in Italia il tempo medio di guida dell’auto è di circa 1,5 ore al giorno con 22,5 ore a disposizione per i servizi di rete.

E’ innegabile che siamo agli albori di una vera e propria Rivoluzione Energetica che in un’ottica di medio-breve periodo cambierà radicalmente il paradigma di produzione e consumo di energia elettrica: nasceranno nuovi modelli più votati alla condivisione per consumare meno, consumare meglio a vantaggio dell’umanità sia da un punto di vista economico che ecologico. Questa è l’unica strada percorribile: la strada della SOSTENIBILITÀ.

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1 commento

  • Interessante analisi , molti spunti di riflessione prima di procedere all’acquisto di auto elettrica, fa capire con onestà cosa si può fare e cosa no smontando le false aspettative di chi spesso parla senza conoscere a fondo l’argomento. Bravo Michele !