Archivio | novembre, 2012

La durata delle batterie

30 Nov

Ecco una formula utile per stimare la vita utile di un pacco-batterie sulla base dei dati forniti dal costruttore:

giorni totali = cicli * autonomia / km giornalieri

Conoscendo cioè per quanti cicli del 100% è garantita la batteria, quanti km garantirebbe (*) ogni ciclo, e quanti km è necessario poter percorrere al giorno, è possibile calcolare quanti anni dureranno le batterie.

Esempio 1:

  1. Batteria al piombo
  2. 400 cicli
  3. 50 km di autonomia
  4. 20 km al giorno (nota: questo valore non deve mai superare il 70% dell’autonomia totale)

giorni totali = 400 * 50 / 20 = 1000 giorni

100 giorni sono 2,7 anni solari e 3,3 anni “lavorativi” (lunedì-venerdì)

Esempio 2:

  1. batteria al litio
  2. 1000 cicli
  3. 50 km di autonomia
  4. 20 km al giorno (nota: questo valore non deve mai superare il 70% dell’autonomia totale)

giorni = 1000 * 50 / 20= 2500  (6,8 anni solari, 8,3 anni lavorativi)

Esempio 3:

  1. batteria al litio
  2. 1000 cicli
  3. 80 km
  4. 25 km al giorno (nota: questo valore non deve mai superare il 70% dell’autonomia totale)

giorni = 1000*80/20 = 4000 (11 anni solari, 13 anni lavorativi)

Questa formula non è presente nel libro (all’edizione 3) e verrà aggiunta nella prossima.

E’ anche possibile utilizzare la formula inversa, per sapere quanti km/giorno è possibile percorrere per garantirsi una certa durata della batteria:

km giornalieri = cicli * autonomia / giorni totali

km = 400 * 50 / (365*4) = 20000/1460 = 13,6

Cioè, se ho la suddetta batteria da 400 cicli / 50 km, per farla durare 4 anni dovrei percorrere al massimo 14 km al giorno.

Con la batteria al litio da 1000 cicli potrei invece percorrerne 34.

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La nuova Nissan Leaf: autonomia più alta, prezzo più basso

25 Nov

Passa da 200 a 228 km l’autonomia “ufficiale” della Nissan Leaf, ma quello che più colpisce è il passaggio del prezzo (in Giappone)  da 37.000 a 31.000 dollari  (28.500 –> 23.900 euro), oltre alla riduzione del 40% della quantità di “terre rare” (come il neodimio) nel motore,  un alleggerimento complessivo di 80 kg e un’ottimizzazione di consumi del riscaldamento di bordo.

E’ questo il sintetico riassunt0 dell’articolo sulla nuova Leaf; l’auto potrebbe arrivare in Europa nei prossimi mesi.

 

La Leaf è la seconda auto elettrica a subire un abbassamento di prezzo dopo la Peugeot i0n, per la quale era stato possibile passare da 36.000 a 30.000 euro grazie a una riduzione della capacità delle batterie da 16 a 14,5 kWh  , e riducendo il numero di celle da 88 a 80. Contrariamente a quanto indicato nella pagina francese linkata, una riduzione della capacità delle batterie non comporta necessariamente una riduzione nè della loro tensione, nè delle prestazioni del mezzo: se viene diminuito il numero di batterie IN SERIE cala la tensione, se quello IN PARALLELO cala la capacità. Si parla infatti per la i0n di autonomia invariata nonstante la batteria ridotta, fatto spiegabile, ipotizzo, con una migliore gestione delle batterie e una riduzione del peso del mezzo.

 

Auto elettrica e pannelli solari, un po’ di conti validi per il 2012/2013

17 Nov

Le auto elettriche attuali hanno 16 kWh di energia disponibile.
Un pannello solare a Roma produce 2 kWh al giorno d’inverno e 4 kWh al giorno d’estate per kWp installato.
Quindi per poter caricare 16 kWh qualunque giorno dell’anno dobbiamo metterci nel caso peggiore (2 kWh), da cui risulta che il taglio minimo dell’impianto è di 8 kWp. Se aggiungiamo i kWh necessari per la casa, che sono almeno 5 o 6, arriviamo a 22 kWh e 11 kWp.
Considerando il rendimento massimo attuale del 15% dei pannelli e un’irradiazione tipica di 1000 W/m^2, risulta che 1 kWp di pannelli occupa circa 6,7 metri quadri teorici, che tra una cosa e l’altra diventano 8.

8 m2/kWp significa che:
– per poter ricaricare solo l’auto serviranno 64 m2 di pannelli
– per poter anche alimentare la casa servirebbero in tutto 88 m2

Quindi possiamo dire che al momento è troppo presto per pensare di caricare un’auto elettrica coi pannelli solari.

PERO’

possiamo ridimensionare le nostre pretese: potremmo accontentarci di percorrere 30 km al giorno per andare e tornare da lavoro, per esempio; un’auto elettrica moderna consuma 150-200Wh/km, quindi parliamo di 4500-6000 Wh al giorno. Mettendoci, al solito, nel peggiore dei casi, per produrre 6000 Wh/giorno d’inverno serviranno appena 3 kWp di pannelli solari (oltre a quelli per la casa).

OPPURE

possiamo per il momento dimenticare l’auto elettrica a pannelli solari, in attesa di ulteriori progressi tecnologici/economici su entrambi i fronti, e pensare alle minicar elettriche e agli scooter elettrici: le prime consumano 100Wh/km, i secondi 50.
Quindi, per fare 30 km al giorno d’inverno servirebbero:

3000 Wh/ 1,5 kWp per una minicar
1500 Wh/0,75 kWp per uno scooter

1000 Wh/0,5 kWp per un piccolo scooter “50cc-equivalente”

CIOE’

per percorrere 30 km al giorno con uno scooter elettrico andando a energia solare è sufficiente un impianto fotovoltaico da 0,75 kWp (o addirittura 0,5 kWp).

Al costo attuale di meno di 1,00 euro a W, significa meno di 700 euro di pannelli, cui bisogna aggiungere regolatore di carica (dai 20 ai 200 euro secondo le caratteristiche), inverter (come sopra, dai 20 ai 200 euro) e batterie da 3000 Wh (circa 400 euro).

Diciamo quindi che il prezzo di un impianto fotovoltaico ad isola per percorrere 30 km al giorno con uno scooter elettrico varia tra 1000 e 1500 euro.

Considerando infine che un’auto che fa 16 km/L con benzina che costa 1,60 euro/Litro ci costa 0,10 euro a km, risulta che per recuperare i nostri 1500 euro dovremo percorrere 15000 km con lo scooter invece che con la macchina.

Lo scooter costa intorno ai 4000 euro (2000 se ci accontentiamo di andare a 50 all’ora), per recuperare i quali dovremmo percorrere altri 40.000 km (o 20.000).

Concludendo, spendendo una media di 3000 euro possiamo acquistare un piccolo scooter elettrico e un piccolo impianto fotovoltaico per alimentarlo, e recupereremo i costi dopo 30.000 km.

Qual è la vera autonomia dei mezzi elettrici, e perche’?

16 Nov

Attualmente non esistono scooter elettrici che possano garantire 100 km di autonomia! Non reali, quantomeno! Infatti quasi nessun venditore dice/sa che le batterie degradano rapidamente se scaricate sempre al 100%, arrivando a durare appena 300 cicli, quando invece scaricandole al 30% ne durano più di 1000! In termini chilometrici, se un “pieno” ti fa fare 100km, se lo usi tutto in una volta potrai fare in tutto 30.000 km, mentre se lo usi a 30 km per volta potrai fare in tutto 100.000!

Ho elaborato una formula generalizzata (quindi approssimativa) valida sia per batterie al piombo che al litio: l’autonomia totale T è data da:
T = 300 * A^2 / P
A = Autonomia garantita da scarica del 100%
P = percorrenza goirnaliera

Il motivo di questo comportaento, nel caso delle batterie al litio, è che l’intercalazione degli ioni nel reticolo degli elettrodi fa “gonfiare” e “sgonfiare” gli elettrodi ad ogni carica e scarica, deteriorandoli; più scarichi, più si gonfiano/sgonfiano, più si rovinano, meno volte lo puoi fare, meno durano le batterie.

Per il piombo non lo so da cosa dipende, non le sto studiando perchè sono una tecnologia ormai obsoleta..

Se ho un contratto ENEL tipico da 3 kW, riuscirò a caricare un’auto elettrica? E uno scooter elettrico?

16 Nov

Se ho un contratto ENEL tipico da 3 kW, riuscirò a caricare un’auto elettrica? E uno scooter elettrico?
La risposta è: dipende.

Per capire la risposta, serve prima una premessa: bisogna capire la differenza tra kWh (chilowattora) e kW (chilowatt).

I chilowattora sono il contenuto di una batteria, e si calcolano moltiplicando i suoi Ah (amperora) per i suoi V (volt): una batteria da 48V/60Ah contiene 2800 Wh, cioè 2,88 kWh (tipica di uno scooter). Una batteria da 200V/80Ah contiene 16000 Wh, cioè 16 kWh, valore tipico delle auto elettriche.

QUindi vuol dire che un’auto elettrica non si può caricare con un impianto da 3 kW?
La risposta è: non c’entra niente ! 🙂 Se l’impianto da 3 kW è adatto o no, non dipende dal fatto che la batteria contiene 16 kWh : in teoria l’impianto puo’ può andare benissimo! Se il caricabatterie assorbe 200 W, semplicemente ci vorranno 16000/200 = 80 ore per ricaricare la batteria….
Motivo per cui i caricabatterie delle auto assorbono MOLTO: almeno 2 kW, ma spesso anche 4, o 10 o anche 50 per le ricariche rapide… Credo che per legge debbano sempre prevedere almeno un’opzione di ricarica a bassa potenza, cioè meno dei canonici 3 kW.
Con 2kW, 16 kWh si possono caricare in 8 ore.

E gli scooter?
Una batteria da 2880 Wh si caricherà, con un caricabatterie da 200W, in 2880/200=14 ore. Un po’ tanto, ma per esempio è quello che succede, più o meno, sul mio scooter (Zem Star 45): per praticità, la batteria è divisa in due valigette da 10kg l’una, e ognuna viene caricata separatamente col suo caricabatterie, che assorbe 240W; quindi ognuna, da 1440 Wh, si ricarica in 6 ore, e siccome i caricabatterie sono due e posso ricaricare le batterie contemporaneamente, ci vogliono in tutto proprio 6 ore.

Altri scooter però hanno una batteria singola a bordo, ma comunque da 3 kWh (a volte anche 4 o 5), quindi devono avere un caricabatterie più grosso: quello dell’Ecojumbo assorbe 600W, quello dell’Emax 1000, quello del Vectrix credo intorno ai 1500 W; non conosco caricabatterie per scooter che assorbano più di 1500 W, e comunque lo fanno per poco tempo (5000 Wh, il peggiore dei casi, si ricaricano in 3 ore, ma batterie più comuni da 3000 Wh si ricaricano in 2, anche se poi il caricabatterie rimane acceso per altre 3 o 4 per “sistemare” la batteria).

Per Zem, Emax ed Ecojumbo ho qualche grafico (tutti parziali tranne l’emax)

Zem:

E-Max:

Ecojumbo:

Minicar Twizy:

In preparazione la quinta edizione

4 Nov

E’ in via di pubblicazione la quinta edizione.

In realtà “materialmente” sarebbe la terza, ma per problemi tipografici è diventata la quinta…

Conta un centinaio di pagine in più, che oltre al capitolo con le formule fisiche, saltato per un disguido nell’edizione precedente, includono ulteriori informazioni sulle questioni di autonomia e durata delle batterie, grafici dei consumi di caricabatterie di Emax, Zem Star 45 e Twizy 80, e un nuovo capitolo sulle batterie al litio attualmente allo studio, che saranno probabilmente sul mercato tra 3 o 4 anni,e garantiranno autonomie 5-10 volte maggiori (o pesi 5-10 volte minori a parità di autonomia), grazie all’uso del silicio, scandio e di altri materiali, e basate non più sul principio dell’intercalazione del litio ma su nuovi principo chimico-fisici.

 

Pubblicare con “ilmiolibro.it”

3 Nov

Alcuni appunti derivanti dall’esperienza di pubblicare un libro tramite il servizio Kataweb/Repubblica “ilmiolibro.it”

– I file .doc da inviare non possono essere “troppo grandi”, ma non viene specificato quanto; in realtà non è una questione di dimensioni, ma di tempo: con una linea molto veloce si può inviare anche in file fino a 8, forse 10 MB, ma con una linea lenta ci vuole troppo tempo, e il sistema si blocca: bisogna quindi limitarsi a un massimo di 3 mega

– Quando si crea un file word contenente molte immagini è facile che aumenti di dimensioni a dismisua (la Guida all’auto elettrica era arrivata a 80 MB prima di scoprire questo trucco!); la cosa dipende da una specie di bug di word; per aggirarlo, è necessario inserire le immagini dal menu anzichè tramite copia-incolla; in questo modo, un mio file di 23 pagine e 8 MB (!!!) è miracolosamente diventato di meno di 3 MB togliendo DUE immagini sulla 20 che conteneva, e sostituendole con… le STESSE identiche immagini, ma copiate in Paint e salvate a parte!

– Quando si crea una nuova edizione su IlMioLibro, non c’e’ bisogno di rifare la copertina, ma bisogna stare attenti a non cliccare sui pulsanti per crearla, se si vuole MODIFICARLA, altrimenti verrà CANCELLATA!

– Nell’inserire la quarta di copertina e la presentazione del libro, non è possibile uasare CTRL+C e CTRL+V per fare il copia-incolla (chissà perchè),… però basta scrivere il testo nella barra indirizzi, selezionarlo col mouse, e trascinarlo nella casella!

– Le vecchie edizioni non scompaiono finchè la nuova edizione passa da progetto a edizione, cioè fino a quando l’autore non acquista almeno una copia. A quel punto la nuova edizione sostituisce quella vecchia. Per comparire nel motore di ricerca del sito, però, ci metterà un po’, anche qualche giorno.

– Assicurarsi di impaginare il testo in modo che le pagine con numerazione dispari compaiano sul lato destro del libro aperto.