La sfida dell'infrastruttura di ricarica

Elettromobilità nei garage

La sfida dell'infrastruttura di ricarica

15. marzo 2024 agvs-upsa.ch – L’officina come centro di eccellenza per la tecnologia dei veicoli sta affrontando nuove sfide: L’elettromobilità. Immergetevi nel mondo delle infrastrutture di ricarica, dalla tecnologia delle batterie agli innovativi concetti V2X. Scoprite perché la scelta giusta dell’infrastruttura è fondamentale e come le officine possono plasmare il loro futuro in modo sostenibile. Markus Peter


Le stazioni di ricarica sono le stazioni di servizio di domani. Foto: Volvo

Le officine conoscono bene la tecnologia dei veicoli. Per molte officine, questo vale anche per la tecnologia dei veicoli elettrici. Ma che dire della loro conoscenza dell’infrastruttura di ricarica? Rispetto al rifornimento dei veicoli con carburanti liquidi, la fornitura di elettricità sembra essere più complessa.

Influenza dei componenti del veicolo
Prima di esaminare l’infrastruttura di ricarica esterna, uno sguardo alla batteria e alla tecnologia di ricarica installata nel veicolo elettrico favorisce la comprensione. La tendenza attuale di molti produttori di veicoli è ancora quella di utilizzare batterie più grandi per consentire un’autonomia di diverse centinaia di chilometri. Se col tempo l’ansia da autonomia, spesso citata, si rivelerà meno importante o se il numero di stazioni di ricarica disponibili e facili da usare (veloci) aumenterà in modo significativo, per molti veicoli sarebbe ipotizzabile un’inversione di tendenza verso batterie da trazione più piccole e più economiche. In ogni caso, i produttori di batterie e di veicoli si stanno impegnando a fondo nella ricerca e nello sviluppo di batterie più potenti, più economiche, più sostenibili e più sicure. Vengono utilizzate sia nuove combinazioni di materiali che strutture di batterie. Ne sono un esempio le batterie agli ioni di sodio o al litio-ferro-fosfato per il segmento di volume sensibile al prezzo. Per quanto riguarda il pacco batterie, si cerca di risparmiare peso e spazio integrando le celle più direttamente nell’alloggiamento, aumentando così l’efficienza.

Capacità e prestazioni di carica
La capacità o il contenuto energetico di una batteria da trazione è specificato in kWh. Le capacità tipiche delle moderne auto elettriche sono comprese tra 50 e 100 kWh. Con un consumo reale di 20-30 kWh per 100 chilometri, è possibile raggiungere un’autonomia di 200-500 chilometri. Lo stato di carica (SOC) indicato sul display del veicolo deve essere sempre inteso in relazione alla capacità netta. La quantità massima di energia possibile, definita capacità lorda, non viene rilasciata completamente per mantenere una capacità netta il più possibile costante durante la vita utile della batteria e per proteggere le celle da una carica/scarica eccessiva. Quando si effettua una ricarica rapida con una potenza di carica superiore a 50 kW, occorre notare che la potenza di carica massima può essere generalmente richiamata solo nell’intervallo tra il 10 e il 60 % del livello di carica. A seconda della tecnologia della batteria e della gestione della carica, la potenza di carica si riduce in misura maggiore o minore a livelli di carica superiori. Le curve di carica pubblicate nei test dei veicoli forniscono una buona indicazione di ciò. Pertanto, non ha molto senso ricaricare completamente la batteria presso una stazione di ricarica rapida, a meno che non si dipenda da ogni chilometro di autonomia disponibile fino alla successiva opportunità di ricarica.

V2X
In linea di principio, la batteria ad alta tensione installata nel veicolo plug-in non è solo adatta a fornire energia al veicolo, ma può anche servire come fonte di energia per dispositivi esterni o come unità di stoccaggio temporaneo per l’energia elettrica in eccesso. Quello che sembra un approccio promettente con i termini «V2X» (vehicle to everything) e «ricarica bidirezionale» richiede ancora alcuni chiarimenti e una buona fattibilità economica nella pratica affinché la tecnologia, che è disponibile in linea di principio, si affermi sul mercato. Se, ad esempio, si vuole predisporre l’impianto fotovoltaico e le utenze elettriche della propria abitazione per il funzionamento bidirezionale con la batteria del veicolo, ciò richiede non solo una stazione di ricarica che attualmente supera i 10’000 franchi, ma anche inverter, interfacce e sistemi di gestione dell’energia adeguati che integrino tutti i componenti della casa e del veicolo. In questo caso, è importante valutare se vale la pena di realizzare questa integrazione completa o se la batteria del veicolo debba essere utilizzata (inizialmente) solo come batteria di trazione, mentre l’energia in eccesso dell’impianto fotovoltaico viene reimmessa nella rete o alimentata in un sistema di accumulo stazionario dell’edificio. Quando si parla con i clienti, è utile conoscere i valori tipici del consumo energetico di un’abitazione e metterli in relazione con il contenuto di una batteria di trazione. Il consumo energetico tipico di una casa indipendente riscaldata con una pompa di calore è di 8000 kWh all’anno, di cui circa la metà è rappresentata dalla pompa di calore. Il consumo giornaliero di una casa unifamiliare equivale quindi all’incirca a percorrere 100 chilometri con un’auto elettrica.

Le possibilità riassunte sotto il termine «V2X» sono destinate a svilupparsi ulteriormente nei prossimi anni, sia dal punto di vista dei veicoli che delle infrastrutture e delle condizioni quadro legali. Sono già disponibili applicazioni più specializzate come V2 L (vehicle to load), ovvero il funzionamento di un dispositivo elettronico esterno tramite una connessione sul veicolo. Con V2 H (vehicle to home), V2B (vehicle to building) e infine V2 G (vehicle to grid), i requisiti e la complessità sono in continuo aumento. Ci vorrà quindi ancora del tempo prima che la flotta di veicoli elettrici collegati alla rete possa essere utilizzata su larga scala come importante sistema di accumulo per la rete elettrica svizzera o addirittura internazionale. Tuttavia, già oggi sono in corso progetti pilota in tal senso.

Infrastruttura di ricarica nell’industria automobilistica
Nella scelta dell’infrastruttura di ricarica ottimale per l’attività di officina occorre tenere conto di numerosi fattori. Aspetti come il carico connesso, la generazione di energia interna, le soluzioni di accumulo, l’integrazione nella rete, le interfacce, le specifiche dei produttori di veicoli, ecc. saranno discussi più dettagliatamente nei prossimi numeri di questa serie di articoli. La diversità e la complessità dell’argomento suggeriscono alle officine di rivolgersi a partner appropriati del settore energetico. Un’attenta pianificazione significa anche essere pronti a successivi adattamenti. Potrebbe trattarsi, ad esempio, della manutenzione di veicoli con requisiti diversi per le stazioni interne o della successiva installazione di un impianto fotovoltaico. È inoltre opportuno pensare in anticipo alle opzioni di fatturazione dell’elettricità prelevata dalla stazione di ricarica, all’eventuale immissione in rete e alla sicurezza contro le manomissioni. I requisiti delle stazioni di ricarica nello showroom, nell’officina, nei parcheggi per i clienti (a breve termine) e nei parcheggi per i dipendenti sono probabilmente diversi da questo punto di vista.

L’esperienza acquisita nella realizzazione dell’infrastruttura di ricarica aziendale può essere utilizzata anche come preziosa conoscenza di base per la consulenza ai clienti. Ad esempio, termini come gestione della ricarica statica, dinamica o basata sulla domanda sono altrettanto familiari ai proprietari di autofficine che hanno già avuto a che fare con la scelta della gestione della ricarica ottimale per la loro attività, quanto la ricarica delle batterie dei veicoli compatibile con la rete o con il sistema. 

Aspetti finanziari
In alcuni comuni, aziende e privati ricevono un sostegno finanziario per l’installazione di infrastrutture di ricarica. Inserendo il codice postale sul sito www.energiefranken.ch, è possibile verificare rapidamente quali aiuti sono disponibili e come richiederli.

Nel caso di veicoli elettrici della flotta ricaricati a casa, si pone la questione della corretta fatturazione e del compenso per i dipendenti. Ciò richiede contatori di energia a livello di stazione di ricarica. A seconda dei requisiti, è sufficiente un singolo contatore di elettricità integrato oppure è necessaria una stazione di ricarica calibrata o conforme alla direttiva MID (MID = Measurement Instruments Directive). 

I rivenditori svizzeri, i fornitori di energia e i gestori delle stazioni di servizio stanno investendo molto in una gamma moderna di infrastrutture di ricarica. La seconda edizione di questa serie di articoli si concentrerà su questi attori.
 
Serie mobilità elettrica in garage (1/5)
I media UPSA affrontano l’argomento con una serie di articoli su vari aspetti dell’infrastruttura di ricarica. Per dare un’idea delle diverse problematiche, opportunità e sfide, la serie di articoli inizierà dipingendo un quadro il più ampio possibile dell’infrastruttura di ricarica. Nei prossimi numeri, gli esperti completeranno e approfondiranno il quadro da diverse prospettive.
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