Mobilità elettrica e sistemi di ricarica wireless ad induzione: In Corea si comincia dagli autobus

Come ben noto i limiti maggiori ancora da abbattere definitivamente, per permettere la definitiva consacrazione della mobilità elettrica, sono costituiti dalla scarsa autonomia delle batterie, abbinata agli ancora lunghi tempi di ricarica delle stesse. Da tempo in Corea del Sud si sta sviluppando un progetto orientato allo sviluppo di un sistema di ricarica ad induzione wireless, e quindi senza fili e collegamenti con il mezzo da ricaricare, a cui sta partecipando anche un team dell’Università di Firenze (*). La città coreana laboratorio della nuova interessante sperimentazione di ricarica ad induzione senza fili che potrebbe risolvere molti dei problemi di ricarica delle auto elettriche, rendendole più appetibili per il grande pubblico, è quella di Gumi, in Corea del Sud. In quella città, su un percorso di 15 chilometri l’Advanced Institute of Science and Technology di Seoul sta testando l’”Online Electric Vehicle” (OLEV), un bus elettrico che effettua per le intere 24 ore il suo itinerario di fermate, senza mai avere la necessità di fermarsi per la ricarica delle batterie. In prossimità delle fermate, lunghi rettangoli blu disegnati sull’asfalto ed ogni poche centinaia di metri lungo il percorso, sono collocate bobine elettriche in grado di ricaricare per induzione le batterie del bus, senza esigenze di connessione del mezzo ad una postazione di ricarica. Le bobine fisse, installate sotto la sede stradale, creano un forte campo elettromagnetico che, che, al passaggio del bus si “sintonizzano” su analoghe bobine poste sul mezzo, trasferendo ad esse l’energia elettrica destinata alla batteria. Un sistema già largamente diffuso nelle nostre abitazioni per la ricarica di piccoli dispositivi domestici, come gli spazzolini elettrici, in questo caso su una scala molto più grande. Il trasferimento di energia tra la sede stradale ed il bus avviene a una potenza di 100 kW, sufficiente per caricare da zero la batteria di una vettura come la Nissan Leaf in una decina di minuti, con una efficienza dell’85%. Ininfluente, dal punto di vista dell’inquinamento elettromagnetico, l’effetto del dispositivo di ricarica attivo, presente sotto la sede stradale, dal momento che lo stesso, si attiva si attiva solo quando percepisce la vicinanza delle dispositivo gemello presente sui bus, disattivandosi subito dopo. Davvero innumerevoli i vantaggi di un tale sistema rispetto allo stato dell’arte dei sistemi di ricarica cablati, così sintetizzabili:

• Ridotta capacità delle batterie: per percorsi “chiusi” è stimata una riduzione fino al circa il 20% del veicolo tradizionale;
• Riduzione del peso totale del mezzo;
• Alta efficienza globale del sistema e minimizzazione degli effetti di auto scarica: l’efficienza di trasferimento dell’energia varia tra l’87% per lo “Static Recharge” (aree parcheggio) e l’83% per l’“En Route Recharge” (ricarica in itinere);
• Migliore gestione dello stato di carica della batteria (SOC) che va dal 40%-60% per il sistema OLEV, rispetto ad un sistema PEV (Plug-in electric vehicle) tradizionale;
• Assenza di Catenaria, pantografo e simili: con eliminazione di archi elettrici e di perdite di efficienza determinate dagli stessi;
• Ridotta manutenzione: eliminazione delle usure da contatto o strisciamento
• Riduzione della “Sagoma libera”: con riduzione dell’altezza necessaria al funzionamento del sistema;
• Indipendente dalla tipologia di sistema di accumulo dell’energia;
• Migliore recupero dell’energia in frenata;
• Autonomia dei veicoli: teoricamente eliminazione dei down time dei mezzi con il tempo di ricarica che diviene un “tempo sommerso”;
• Eliminazione di tutta una serie di infrastrutture necessarie per altre tecnologie come aree di stoccaggio, sostituzione, colonnine, etc.;
• Ricarica “lenta” delle batterie: Maggiore efficienza di ricarica rispetto al “Fast Charge”;
• Affidabilità elettromeccanica: prevalenza di componenti “statici” e riduzione del numero di componenti migliorano notevolmente l’affidabilità rispetto ai sistemi di ricarica basati su colonnina.

Per garantire sufficientemente e continuamente ricaricati i bus, i ricercatori hanno piazzato un numero di bobine da coprire circa il 10 per cento del percorso, permettendo così al bus di funzionare con una batteria piccolissima, dotata di capacità e conseguentemente con costi corrispondenti a circa un terzo di quelli delle batterie delle auto elettriche. Incrementando la capacità della batteria, e conseguentemente la distanza che si può fare fra una bobina di ricarica e l’altra, i dispositivi fissi, posizionati sotto l’asfalto, potrebbero essere molto più radi, rendendo così possibile attrezzare normali strade con il nuovo sistema, consentendo alle auto predisposte sia di ricaricarsi passando ripetutamente sulle bobine durante la marcia, o parcheggiandovi sopra per periodi più lunghi durante le soste.

Davvero una metodologia di grande importanza sulla quale vale la pena investire, perché capace di dare risposte concrete ai limiti maggiori oggi presenti in tema di diffusione della mobilità elettrica, rende rendo molto più comodo, sicuro ed agevole, l’uso dei mezzi di trasporto elettrici. Un sistema che si propone in maniera molto promettente anche per altri sistemi di mobilità, come aeroporti e porti, o anche per l’alimentazione di elettrodomestici. A seguire un interessante video in lingua inglese, che illustra in maniera molto efficace il nuovo approccio OLEV che va maturando in Corea del Sud:

(*) per alcune immagini fonte Università degli Studi di Firenze Ing. Gianni Campatelli (gianni.campatelli@unifi.it) e Ing. Riccardo Barbieri (riccardo.barbieri@unifi.it), che hanno seguito il progetto di ricerca coreano.

Sauro Secci