E’ conveniente ricaricare la batteria dell’auto con i pannelli solari?

Le auto elettriche sono una nuova tecnologia ancora in fase iniziale. Tuttavia, questo non impedisce alle persone di investire in tale settore. Le stazioni di ricarica solare stanno diventando sempre più popolari, permettendo un notevole risparmio in termini economici. In ambito privato, anche se il costo dei pannelli solari può sembrare elevato, esso può essere ammortizzato in pochi anni. Scopriamo insieme se la realizzazione di una stazione di ricarica risulta conveniente, specialmente in ambito domestico.

E’ una questione di convenienza economica

Attualmente i costi del carburante aumentano sempre più (anche per via degli attuali conflitti militari) e le emissioni stanno inquinando il nostro pianeta in modo sempre più aggressivo e invadente. Per fortuna è possibile ridurre i costi del carburante e abbassare le emissioni, continuando a guidare le auto elettriche caricate con i pannelli solari.

Abbandonare il consumo di carburante e preferire un veicolo elettrico è un ottimo modo per ridurre i costi e le emissioni. I costi delle auto elettriche e dei pannelli solari stanno diminuendo, per cui questo è il momento propizio per iniziare a investire in un sistema formato, appunto, da un’auto elettrica e da pannelli solari per effettuare la ricarica.

Esistono diversi modi per ricaricare un’auto utilizzando l’energia solare, ma è importante notare che non è sempre conveniente. Solitamente alcuni pannelli solari sul tetto sono sufficienti per fornire energia per la ricarica del proprio veicolo elettrico.

Si potrebbe avere l’esigenza di ricaricare l’auto con l’energia solare durante il giorno, ma potrebbe essere necessario trovare anche il modo per ricaricare l’auto durante la notte.

La disponibilità di una presa di corrente in ambito privato è una esigenza che diventa sempre più importante. Come detto prima, le modalità di ricarica dell’automobile tramite l’energia solare sono molteplici.

Ad esempio, si potrebbe utilizzare un caricabatterie per auto a energia solare, oppure ancora utilizzare un pannello solare portatile. I pannelli solari sono solitamente collegati a una batteria che viene caricata con l’energia del sole. Ovviamente occorre un opportuno sistema di controllo e di erogazione ad alta energia, poiché le potenze in gioco sono molto importanti. Esistono anche delle tipologie di pannelli solari che possono essere installati sull’auto o sul tetto della stessa, permettendo di ricaricare gli accumulatori durante la guida.

Vi sono, ovviamente, tanti vantaggi che derivano dalla ricarica a pannelli solari. Questi ultimi producono, praticamente, energia gratis e non sono soggetti a una grande manutenzione e, se ben installati, non devono essere sostituiti nel tempo. I pannelli solari, infatti, sono garantiti per la produzione di elettricità a lungo termine, per almeno 25 anni, quindi il risparmio è assicurato.

Purtroppo il grado di insolazione non è il medesimo alle varie latitudini della Terra (vedi in figura 1), pertanto le auto che vengono guidate nelle aree con climi più freddi potrebbero avere alcuni problemi di approvvigionamento dell’energia. La ricarica a pannelli solari, dunque, è un’ottima scelta per le auto che vengono guidate per poche ore al giorno oppure utilizzate nei luoghi con climi caldi.

Gli utilizzi dei pannelli solari includono sempre più la ricarica delle auto elettriche. Essi generano energia, ovviamente, solo durante le ore diurne. Ciò si traduce in una impossibilità di ricarica nelle ore serali o durante i mesi invernali, nei quali il grado di insolazione è alquanto basso. Per sopperire alla mancanza di luce solare occorre investire, anche, in ottime batterie che immagazzinano l’energia solare, per poi essere utilizzata durante la non erogazione di energia dei pannelli solari.

Figura 1: l’insolazione è diversa a seconda delle varie latitudini, per via della inclinazione terrestre rispetto al sole

La migrazione a un’auto elettrica

Con l’acquisto di un auto elettrica e l’abbandono dell’uso di quella a benzina o diesel, si noterà subito un importante risparmio sui costi del carburante. Tale risparmio, purtroppo, sarà presto ridimensionato per via del consumo di energia elettrica. La sete di potenza, da parte di un’auto elettrica, è importante e presto il contatore di casa si accorgerà delle richieste sempre più frequenti di energia.

Con un sistema solare fotovoltaico questo non avviene, in quanto l’energia è totalmente rinnovabile e gratuita. Le batterie delle auto elettriche posseggono, mediamente, una potenza compresa tra 40 kWh e 100 kWh. Esistono, naturalmente, anche modelli che dispongono di maggiore potenza. Il seguente elenco ne cita alcuni:

  • Tesla Model S: 100 kWh;
  • Audi e-tron: 95 kWh;
  • Jaguar I-Pace: 90 kWh;
  • BMW iX3: 80 kWh;
  • Volvo XC40: 78 kWh;
  • Volkswagen: 77 kWh.

Si comprende subito che la ricarica di una batteria per auto elettrica non è una operazione banale. Tale capacità della batteria condiziona l’autonomia dei veicoli elettrici, ma quest’ultima caratteristica è influenzata anche dal peso degli accumulatori. Batterie leggere e meno capienti riescono a far percorrere all’auto più strada rispetto alle batterie più capienti ma pesanti.

Un sistema solare fotovoltaico senza le relative batterie solari produce energia solo nelle ore diurne. Con le batterie solari, invece, è possibile conservare l’energia in eccesso in modo da poter effettuare la ricarica anche nelle ore di buio. Nella configurazione di un impianto solare, occorre chiedersi se i pannelli serviranno esclusivamente per la ricarica dell’auto oppure avranno anche funzione di alimentare altri tipi di carichi casalinghi, nel qual caso il sovradimensionamento è d’obbligo.

Si tratta di una progettazione molto delicata, che va effettuata con un tecnico specializzato. I pannelli solari hanno un costo elevato che, fortunatamente, sta lentamente iniziando a scendere. Per ricaricare in modo efficiente un veicolo elettrico utilizzando i pannelli solari, occorre anche installare un’unità di ricarica domestica e un inverter che converta l’energia solare in corrente continua per il veicolo.

Questi sistemi (vedi schema generale logico in figura 2) non sono economici e il loro prezzo varia in relazione alla quantità di energia erogata. Si tratta, infatti, di circuiti di potenza che devono sottostare a rigide regole di sicurezza, innanzitutto.

Il tempo di ricarica della batteria dipende da tanti fattori. Incidono sulle tempistiche la quantità di luce solare, il tipo di pannelli sul tetto e lla loro quantità, il tipo di wallbox eccetera. Mediamente, i pannelli installati sul tetto di una abitazione, se ben gestiti, possono generare anche più di 40 kWh di energia, sufficienti per caricare una batteria di pari capienza.

Spesso la ricarica avviene durante la notte e per tale motivo occorre considerare seriamente l’implementazione di un sistema di batterie. La maggior parte dei proprietari di veicoli elettrici ha una stazione di ricarica in casa, con il vantaggio di sostenere minori costi di ricarica, di usufruire di una grande comodità di azione e di azzerare drasticamente le emissioni di carbonio.

L’impianto solare domestico è il modo più pulito per caricare un veicolo elettrico, non solo risolve i costi di ricarica ma elimina tutte le emissioni inquinanti nell’atmosfera, per una ricarica realmente a energia pulita. Ricaricare il tuo veicolo elettrico a casa è conveniente e permette di disporre di una stazioni di ricarica estremamente vicina.

Figura 2: le componenti principali di un sistema per la ricarica solare di un’automobile

Superare alcune problematiche

Quasi tutti i veicoli elettrici sono dotati di un caricabatterie mobile standard che si può collegare a qualsiasi presa da 120 V o 240 V, ottenuta anche con un sistema fotovoltaico. Spesso, i caricatori di serie forniscono poca energia (anche per problemi di sicurezza) con la conseguenza che una intera ricarica della batteria (mediamente dal 20% al 100%) potrebbe impiegare quasi 24 ore.

Teoricamente, l’energia solare è più lenta, a meno che si disponga di una vastissima area di pannelli solari. Ci sono anche da considerare le perdite che avvengono nelle varie fasi di trasformazione dell’energia, che potrebbero anche arrivare al 20%. Probabilmente è proprio l’ostacolo della efficienza che deve essere superato, prima che i veicoli solari diventino una realtà.

La tecnologia, a ogni modo, si sta muovendo velocemente in tal senso. Nei Paesi con poca luce solare il problema è molto più sentito poiché, anche con una buona dotazione di batterie o pannelli solari molto efficienti, non si otterranno risultati particolarmente utili. A ogni modo, i semplici passi da seguire per raggiungere lo scopo possono essere riassunti come segue:

  • determinare quanti kWh di potenza servono per ricaricare completamente l’auto, in dipendenza alle proprie abitudini di guida;
  • calcolare la quantità di pannelli solari necessari alla produzione della potenza calcolata;
  • acquistare dispositivi per la produzione e la gestione di tale energia (inverter, batterie solari, sistemi di protezione, ecc);
  • acquistare un caricabatteria per auto di tipo 2.

Calcolatori online

Il Web è pieno di calcolatori online che aiutano gli utenti a calcolare il dimensionamento di un impianto fotovoltaico e i consumi di un’automobile elettrica oppure a benzina o gas. E’ sufficiente cercare sul motore di ricerca le parole chiave più adatte. I seguenti due calcolatori sono estremamente semplici e immediati:

A ogni modo è sempre meglio affidarsi a una azienda fornitrice molto competente e acquistare i migliori prodotti, pienamente a norma e che rispettino tutti i canoni di sicurezza e seguano le certificazioni richieste.

In questo campo, infatti, il risparmio è una cattiva consigliera. Le previsioni, a ogni modo, sono più che rosee e il grafico di figura 3 può confermare tale ipotesi. Si tratta di una proiezione a lungo termine del costo del carburante da oggi a 25 anni. Il grafico è basato sull’aumento medio annuale del 1.98% dell’energia di rete e del 3.89% del gas, in base all’analisi di quasi 90 anni.

Figura 3: le previsioni a lungo termine favoriscono lo sviluppo della ricarica solare per le auto elettriche

Conclusioni

L’energia solare è una fonte di energia pulita e rinnovabile e risulta ottima per ricaricare l’auto perché è gratuita e rispettosa dell’ambiente. I pannelli solari sono sempre più utilizzati anche se ancora i prezzi sono alti e gli odierni conflitti militari non lasciano sperare nulla di buono per quel che riguarda i costi di altri tipi di combustibili.

A ogni modo i governi potrebbero assicurare diversi incentivi per far protendere il consumatore all’adozione di auto elettriche, con la possibilità di ricarica solare. In generale, è molto meno costoso guidare un’auto elettrica rispetto a un’auto a gas o a benzina e l’energia prodotta dai pannelli solari domestici può essere utilizzata per caricare un veicolo elettrico senza costi aggiuntivi.

Giovanni Di Maria
Appassionato fin da piccolo di elettronica, matematica e fai da te, Giovanni è programmatore, insegnante di informatica e matematica. Ama i numeri ed è sempre alla ricerca di grandi numeri primi. Giovanni è autore di un libro sulla programmazione del microcontrollore PIC 16F84 con mikroBasic. Giovanni è il titolare dell’azienda di elettronica e informatica ElektroSoft, si occupa di formazione, insegnamento e redazione di articoli tecnici a tempo pieno.