Stazioni di ricarica e Fotovoltaico: una soluzione vincente

Cresce il numero di auto elettriche pure circolanti nel nostro Paese: il dato aggiornato al 31 gennaio 2024 parla di 222.711 veicoli, anche se le immatricolazioni nel 2023 sono state solo il 4,2% del totale.

In Norvegia la percentuale di auto elettriche immatricolate nel 2023 è stata dell’82,4%. Un gap che dovrà essere colmato in pochissimi anni. Questo si traduce in una clientela sempre più consapevole ed esigente, che oggi pondera molto più attentamente l’acquisto del sistema di ricarica in base alle prestazioni e alla tecnologia che è in grado di offrire, valutando soprattutto le opportunità che l’ev-charger è in grado di garantire in termini di autoconsumo in presenza di un impianto fotovoltaico e il conseguente risparmio nella gestione del veicolo elettrico.

I dati a questo proposito parlano chiaro. Secondo una recente ricerca l’impiego di energia prodotta da fonti rinnovabili per la ricarica è in grado di far risparmiare agli automobilisti oltre 1.000 euro all’anno, a parità di percorrenza (10mila km). Sono stati considerati i costi per ciascun chilometro percorso, sia con l’elettricità generata dal Sole sia con la benzina, insieme ai prezzi di questo carburante per ogni paese (Italia, Francia, Spagna, Norvegia, Svezia, Germania e Polonia).

Dai dati raccolti emerge che, in Italia, la ricarica di un’auto elettrica con un impianto fotovoltaico può risultare addirittura 14 volte più economica rispetto al rifornimento con la benzina. Per questi motivi gran parte dei marchi di ev-charger hanno implementato la propria gamma prevedendo a catalogo wall box intelligenti, in grado di ottimizzare la ricarica in presenza di un impianto fotovoltaico. Le funzionalità di questi dispositivi consentono, sostanzialmente, di impostare tre diverse tipologie di ricarica a seconda delle esigenze dell’utente:

  • una ricarica 100% green, più lenta, dove viene adoperata solo ed esclusivamente l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici;
  • una ricarica smart, con cui vengono combinate energia da fonte rinnovabile ed energia prelevata dalla rete;
  • una modalità di ricarica veloce in cui la wall box predilige la corrente prelevata dalla rete, per assicurare il rifornimento energetico nel più breve tempo possibile.

L’offerta attuale prevede prevalentemente l’impiego di wall box in AC con potenza fino a 22kW in trifase, ma iniziano ad affacciarsi sul mercato anche sistemi di ricarica in DC di tipo quick e fast (sotto i 50 kW) per assicurare tempi più brevi ma soprattutto in grado di minimizzare le dispersioni e assicurare maggiore efficienza.

Non è obbligatorio possederne una, ma , per per ragioni di sicurezza e protezione, è consigliabile installare una wallbox per disporre di un punto di ricarica sicuro nella propria abitazione.

Le modalità di ricarica sono di 4 tipi, definiti dalla normativa IEC 61851-1 ed elencati in ordine di importanza nella vita quotidiana:

  • Modo 3: è la ricarica da preferire. Il termine descrive la ricarica a casa in corrente alternata (AC) con una wallbox che integra al suo interno la control box.
  • Modo 4: è la ricarica dei lunghi viaggi. Il termine descrive la carica dell’auto elettrica in corrente continua (DC) tramite connettore CCS Combo2 o tramite CHAdeMO.
  • Modo 2: è in terza posizione perché la wallbox è il metodo più sicuro e pratico per ricaricare tutti i giorni un’auto elettrica. In realtà, se l’impianto è affidabile vi bastano i massimo 2,3 kW di potenza offerti dal cavo di ricarica casalingo, si può anche scegliere di caricare sempre in modo 2. La control box si occupa della sicurezza e la Schuko o la presa italiana possono essere facilmente sostituite da un elettricista con la presa industriale (quella blu monofase, la rossa è trifase): in questo modo si risolvono i rischi di surriscaldamento della Schuko in caso di ricarica prolungata e al massimo degli ampere.
  • Modo 1: è la ricarica del veicolo direttamente alla presa classica (italiana a tre poli o Schuko) senza un dispositivo di controllo e sicurezza nel mezzo. Vista l’assenza della control box, viene utilizzata per ricaricare bici elettriche e scooter che hanno potenze di carica ridotte.

I modi 1 e 2 sono validi solo per ambienti privati accessibili solo al proprietario, mentre per ambienti aperti a terzi (privati o pubblici) è obbligatoria la ricarica modo 3 con wallbox o la colonnina di ricarica auto elettriche.

I connettori di ricarica standard: Tipo 2 e CCS COMBO2

Il connettore Tipo 2 del cavo di ricarica standard per le auto elettriche in corrente alternata

 

Ricaricate in corrente alternata da casa o alle colonnine pubbliche che richiedono di utilizzare il vostro cavo? State utilizzando la presa di Tipo 2 della vostra auto elettrica e vi state collegando nello stesso modo in cui tutte le auto elettriche si collegano, quindi potete scambiare il vostro cavo con quello di un qualsiasi altro modello.

Il connettore CCS Combo che trovate nelle colonnine rapide in corrente continua

 

State ricaricando ad una stazione rapida in corrente continua? Non serve portarvi il cavo da casa perché è già integrato nella colonnina: in questo caso lo standard è il CCS Combo2.

Potete trovarlo indicato come CCS, CCS Combo ma tecnicamente si dice CCS Combo2. Il motivo? L’Europa ha realizzato questo connettore standard a partire da quello utilizzato per caricare in corrente continua, il Tipo 2. In questo modo, un’unica combinazione di prese sul veicolo elettrico permette di inserire le due “spine”, quella singola (Tipo 2) e quella combinata.

La presa dove connettere il CCS Combo2 sull’auto elettrica. La parte superiore è quella per la Tipo 2

 

Fuori dallo standard EU

Se provando a ricaricare la vostra auto elettrica il “gioco delle formine” non funziona, e il CCS Combo2 non entra, significa quasi certamente che avete acquistato un’auto elettrica usata di un marchio nipponico, trovandovi quindi a che fare con lo standard giapponese, il CHAdeMO.

Le colonnine di ricarica rapida in corrente continua come Enel X hanno entrambi i connettori proprio per supportare la ricarica veloce delle auto elettriche giapponesi più vecchie, prima che anche i giapponesi annunciassero il passaggio, in EU, al connettore CCS Combo2.

NACS

Il North American Charging Standard (NACS) è un tipo di connettore per la ricarica dei veicoli elettrici sviluppato da Tesla e aperto all’uso di altri produttori nel 2022. Non è ancora considerato uno standard industriale, ma ciò è attualmente in fase di riesame presso la Society of Automotive Engineers (SAE). Dal 2023, solo i veicoli Tesla possono essere ricaricati con un connettore NACS. Diverse case automobilistiche hanno annunciato l’intenzione di rilasciare veicoli che supportino questo connettore a partire dal 2025. NACS non è stato rilasciato in Europa.D

Il tempo di ricarica dell’auto elettrica dipende da alcuni fattori:

  • La potenza della batteria espressa in kWh
  • La potenza erogata dalla wallbox espressa in kW
  • La potenza del caricatore a bordo espressa in kW
  • La percorrenza giornaliera
  • L’attuale livello di carica della batteria
  • Il tipo di carica parziale o completa

Teniamo presente che le batterie non assorbono l’energia in maniera omogenea: quando la carica supera l’80% la batteria si ricarica più lentamente.
Per prudenza non dovremmo scendere sotto il 20% di carica della batteria!

Prendiamo l’esempio di un’auto elettrica media con 50 kWh di pacco-batterie. Per portare la batteria dal 20 all’80% con un impianto che carica a 3 kW occorrono circa 10 ore.

L’installazione in presenza di un impianto fotovoltaico è economicamente conveniente ma non necessario.

Per il 2024 è stata prorogata la sperimentazione ARERA-GSE, con cui si può beneficiare di un aumento di potenza gratuito del contatore a 6 kW solo durante la notte e nei giorni festivi.
Se il contatore ha una potenza di 3 kW:
▪️ Dal lunedì al sabato, dalle 7:00 alle 23:00 – la potenza rimane 3 kW
▪️ Dal lunedì al sabato, dalle 23:00 alle 7:00 – la potenza disponibile diventa 6 kW
▪️ Domenica (tutto il giorno) – la potenza disponibile diventa 6 kW.

Al momento dell’installazione della stazione di ricarica viene rilasciata la certificazione per aderire alla sperimentazione. I nostri tecnici saranno lieti di aiutarti in questa attività.

Secondo il decreto 8090 del 03/08/17, la realizzazione di stazioni di ricarica per veicoli elettrici all’interno di immobili ed aree private (anche aperte ad uso pubblico) resta attività libera non soggetta ad autorizzazione né a segnalazione certificata di inizio di attività se sono rispettati i seguenti requisiti e condizioni:

  • Il punto di ricarica non richiede una nuova connessione alla rete di distribuzione elettrica né una modifica della connessione esistente
  • Il punto di ricarica è conforme ai vigenti standard tecnici e di sicurezza
  • L’installazione del punto di ricarica è effettuata da un soggetto abilitato e nel rispetto delle norme di sicurezza elettriche
  • L’installatore deve rilasciare un certificato di conformità dell’impianto e del suo funzionamento alle norme di sicurezza elettrica

Siamo soliti immaginare il principio di ricarica come unidirezionale: attacco un device, un elettrodomestico o un’auto a una fonte di alimentazione e l’energia passa dalla rete al dispositivo, caricandolo. La ricarica bidirezionale, invece, permette l’immissione di elettricità da un sistema a un altro e viceversa. In particolare, per quanto concerne la mobilità, possiamo parlare di:

  • passaggio di energia accumulata dal veicolo alla rete, il V2G (vehicle to grid)
  • passaggio di energia accumulata dal veicolo alla casa, il V2H (vehicle to home)

Dal veicolo alla rete, il V2G (vehicle to grid)

Il vehicle to grid consente ai veicoli elettrici di restituire energia al sistema generale della rete elettrica (in inglese grid).

Quali sono i vantaggi del vehicle to grid?

Questa tecnologia permette di aumentare la resilienza della rete. Come? Per esempio supportando il carico di energia necessaria a sopperire alla richiesta nazionale che naturalmente conosce dei picchi giornalieri.

Immaginando di far confluire nella rete l’energia immagazzinata nelle batterie delle auto, potremmo agire sui picchi livellandoli nei momenti di massima richiesta.

Inoltre uno studio condotto qualche mese fa da Nissan, E-on Drive ed Imperial College, che mirava a dimostrare come i furgoni e le auto elettriche possano supportare la rete del Regno Unito e fornire una soluzione redditizia e sostenibile per le flotte aziendali analizza come la capacità di ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici (EV) possa contribuire a ridurre le emissioni e a raggiungere gli obiettivi a lungo termine in relazione al cambiamento climatico.

Sempre secondo lo studio in analisi, tra i vantaggi economici sostanziali spicca il risparmio dei costi di gestione del sistema elettrico per veicolo il quale, secondo le stime, arriverebbe fino a 12.000 sterline all’anno.

Inoltre l’adozione su larga scala della tecnologia V2G avrebbe il potenziale per ridurre le emissioni complessive di CO2 fino a -243 gCO2/Km.

Dal veicolo alla casa, il V2H (vehicle to home)

Se con il V2G immettiamo energia accumulata dall’auto nella rete a disposizione della domanda generale di energia, con la tecnologia V2H il veicolo trasmette l’elettricità accumulata solo ed esclusivamente al sistema casa.

Quali sono i vantaggi del vehicle to home?

Nel V2H l’auto lavora come un sistema d’accumulo ed è in grado di trasferire alcune quantità di energia immagazzinata al sistema domestico per supplire al fabbisogno energetico della casa, magari nei momenti della giornata in cui la richiesta è più alta.

Ma da dove arriva quest’energia? Per capirlo dobbiamo mettere insieme due considerazioni: la prima è che la maggior parte delle auto passano moltissimo tempo posteggiate, la seconda è che il sistema generale si evolverà per rendere la ricarica un’occasione sempre più frequente non solo su strada, ma anche al lavoro a casa e presso gli esercizi commerciali. Energia accumulabile e cedibile al sistema casa una volta rientrati.

Il flusso auto-consumi domestici potenzialmente ha un interessante vantaggio a livello di costi in bolletta (in riferimento alla quota parte dell’energia consumata a casa).

Inoltre rende più fattibile l’accesso all’energia nel caso di impianti off-grid (a isola) di abitazioni che sorgono in località remote (ma raggiungibili in auto), come quelle montane.

 

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