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Quanto incide il riscaldamento sui consumi di un’auto?

12 Gen

Un’auto elettrica vede aumentare di parecchio i consumi quando si accende il riscaldamento; questo accade perchè mentre sulle auto a benzina il riscaldamento è “gratis“, perchè il motore si riscalda in ogni caso e si tratta solo di deviare o meno il suo calore verso l’abitacolo, nelle auto elettriche il riscaldamento del motore è trascurabile, quindi il calore deve essere prodotto in altro modo.

Un modo molto poco efficiente è usare la classica “stufetta”, cioè una semplice resistenza elettrica riscaldata, attraverso cui far passare l’aria; più parsimoniosa in termini di consumi elettrici è la cosiddetta “pompa di calore“, che non è altro che un “condizionatore montato al contrario”: qualunque condizionatore, infatti, produce aria fredda semplicemente perchè “dall’altro lato” produce aria calda. (però resta da capire perchè non tutte le auto dotate di condizionatore dispongono anche di riscaldamento a pompa di calore, venduto a parte).

In ogni caso, il riscaldamento assorbe diversi kW, arrivando fino a 4 o 5 kW nei sistemi meno efficienti. Con questo risultato:

Muoversi ad appena 35 km/h ma col riscaldamento al massimo comporta gli stessi consumi di sfrecciare in autostrada a 130 km/h senza riscaldamento.

Quanto aumentano i consumi con la pioggia?

27 Dic

Con la pioggia i consumi di un veicolo aumentano, perchè aumenta l’attrito delle ruote con l’asfalto (*).

Più sotto trovate la spiegazione tecnica del come, quanto e perchè. Qui una rapida immagine riassuntiva che spiega come questo aumento di consumi si faccia sentire di più alle basse velocità:

Osservare anche, come nota a margine, come a bassissime velocità l’autonomia teorica sia altissima rispetto alle velocità autostradali: 1000 km a 30 km/h contro 220 km a 130 km/h.

Si nota anche come la pioggia abbia un effetto molto basso sul calo di autonomia, se la velocità media è molto alta: a 130 all’ora l’autonomia varia tra 218 e 220 km; solo che ovviamente con pioggia intensa non si può viaggiare a 130 km/h.

In generale, alle varie velocità queste sono le riduzioni di autonomia:

50 km/h: da 762km a 610 km ( -152km, -20%)
70 km/h: da 559 km a 473 km (-86, -15%)
90 km/h: da 413 a 364 (-49, -12%)
110 km/h: da 311 a 282 (-29, -9%)
130 km/h: da 240 a 223 (-17, -7%)

Quest’altra immagine è fatta da un altro “punto di vista”, cioè traccia le autonomie alle varie velocità, e usa una curva separata per ogni livello di pioggia, partendo da strada asciutta in alto, fino ad arrivare a 1mm di velo d’acqua sulla strada nella curva più in basso; inoltre questo grafico tiene conto di un ulteriore fattore: i consumi da fermo. Ogni auto, infatti (elettrica e non), ha anche dei consumi da fermo, per mantenere attivi i servizi: non solo i fari e l’autoradio, ma anche le pompe a vuoto di servofreno e servosterzo, e di qualunque altro apparato elettrico di bordo. Questo significa che, come caso estremo, a velocità nulla un’auto ha… autonomia nulla, perchè col passare del tempo consumerà comunque tutto il carburante; questo effetto si inizia a notare sotto i 20-25 km/h, mentre a velocità superiori influiscono più i consumi “mobili” che i consumi “statici”.

Le formule

Questa formula dice quanta potenza assorbe il motore in base ad attrito dell’aria e delle ruote:
P = 0.5 * rho * Cx * A * v^3 + m *g * Crr * v

Quel “Crr” è l’attrito volvente delle ruote, quello che con la pioggia aumenta (*): se normalmente vale 0.008-0.010, con la pioggia può arrivare fino a 0.014.

Questa pagina calcola l’assorbimento del motore a varie velocità costanti: la colonna “Rolling (B)” dice quanti W assorbe il motore a causa dell’attrito delle ruote. Ecco un estratto della tabella:

Velocità
(km/h)
Forza attrito aria (Newton)Forza attrito ruote (Newton)Forza Totale (Newton)% Aria% Ruote Potenza totale (Watt)
82.29147.10149.391.53%98.47%333.91
169.16147.10156.265.86%94.14%698.53
2420.60147.10167.7012.28%87.72%1,124.53
3236.62147.10183.7219.93%80.07%1,642.63
4057.22147.10204.3228.01%71.99%2,283.53
4882.40147.10229.5035.91%64.09%3,077.91
56112.16147.10259.2643.26%56.74%4,056.48
64146.49147.10293.5949.90%50.10%5,249.93
72185.41147.10332.5155.76%44.24%6,688.97
80228.90147.10376.0060.88%39.12%8,404.28
89276.97147.10424.0765.31%34.69%10,426.58
97329.61147.10476.7169.14%30.86%12,786.55
105386.84147.10533.9472.45%27.55%15,514.90
113448.64147.10595.7475.31%24.69%18,642.32
121515.02147.10662.1277.78%22.22%22,199.51
129585.98147.10733.0879.93%20.07%26,217.16
LINK a fonte

La formula vista all’inizio deriva da quella della forza di attrito, per mezzo della relazione P = F * v , che dice anche che F vale P/v, cioè:

F = 0.5 * rho * Cx * A * v^2 + m *g * Crr

Ma è anche vero che dividendo una potenza P espressa in Watt per una velocità V espressa in km/h si ottiene come unità di misura Wh/km, cioè i consumi; tenendo conto del fatto che nelle formule di P e F la velocità va messa in metri/secondo invece che in km/h, basta considerare il fattore di conversione 3.6 tra i due (m/s * 3.6 = km/h) per ricavare i consumi dalla forza; ad esempio, a 129 km/h (ultima riga della tabelal sopra), i 733 Newton di forza corrispondono a 733/3.6 = 203.6 Wh/km.

Se andiamo a tabellare le autonomie che si ottengono per vari valori di Crr, otteniamo questa tabella, che indica l’autonomia di un ipotetico veicolo con batteria da 50 kWh, peso di 1500 kg, Cx=0.34 e area frontale pari a 2.2 m2:

km/hAsciuttoP1P2P3P4
30 km/h        1.005           928           863           806           756
50 km/h           762           717           678           642           610
70 km/h           559           535           513           492           473
90 km/h           413           400           387           375           364
110 km/h           311           304           296           289           282
130 km/h           240           236           231           227           223

Versione in formato immagine:

Graficando questi dati si ottiene l’immagine di inizio articolo:

I 4 livelli di pioggia si riferiscono a pneumatici generici adatti a qualunque stagione (denominati SRTTD nella ricerca originale, v. fonti):

Si può osservare che, oltre gli 0.8mm di spessore, l’effetto del velo d’acqua sull’asfalto sull’attrito delle ruote non aumenta più.

Per pneumatici invernali i valori di Crr sono molto diversi: si va da 0.016 già con strada asciutta, addirittura a 0.025 con pioggia battente:

Per gli pneumatici invernali si nota che all’aumentare della pioggia l’attrito non si assesta su un valore costante ma continua ad aumentare fino a 0.8mm, e presumibilmente oltre.

Considerando che per confrontare l’incremento del contributo ai consumi dovuto all’attrito delle ruote in due situazioni basta dividere i Crr dei due casi, è facile calcolare che con le gomme invernali tale incremento vale, tra asciutto e molto bagnato, 0.025/0.016 = 1.67, cioè +67%, ma parliamo addirittura di un +150% tra gomme invernali con pioggia e gomme generiche su asciutto (0.025/0.010=2.5).

Queste percentuali vanno moltiplicate per la percentuale di contributo a una data velocità; ad esempio, considerando che a 65 km/h il contributo viene al 50% dall’aria e al 50% dalle ruote, con ruote invernali sotto la pioggia si ha (150% * 50%) = 75% di consumo globale in più.

Quest’unica immagine riassume l’intero articolo:

Fonti

Note

(*) Solo quello di rotolamento, non quello statico, che invece diminuisce, rendendo la strada più scivolosa

Varata la legge che dovrebbe portare all’installazione di 60.000 colonnine di ricarica entro marzo 2021

1 Ott

Ha iniziato l’iter parlamentare come decreto-legge 16 luglio 2020, n. 76, divenuto poi Atto del Senato n. 1883, quindi Atto della Camera n.2648, ed è infine stato approvato come  “Legge n. 120/20 del 11 settembre 2020, GU n. 228 del 14 settembre 2020 (suppl. ord.)”. Però leggendo la legge 120/20 non si capisce assolutamente niente, perchè contiene solo un’infinita lista di emendamenti alla legge originale; quindi per capire di cosa tratta questa nuova normativa, bisogna leggere la legge 16 luglio 2020, n. 76. L’articolo riguardante le colonnine di ricarica è l’art. 57.

Il comma 6 dice:

"i comuni [...] disciplinano l'installazione, la realizzazione e la gestione
delle infrastrutture di ricarica a pubblico accesso, di cui al
presente articolo, stabilendo la localizzazione e la quantificazione
in coerenza con i propri strumenti di pianificazione, al fine di
garantire un numero adeguato di stalli in funzione della domanda e
degli obiettivi di progressivo rinnovo del parco dei veicoli
circolanti, prevedendo, ove possibile, l'installazione di almeno un
punto di ricarica ogni 1.000 abitanti."

Di qui la notizia delle “60.000 colonnine di ricarica in Italia”, essendo gli abitanti circa 60.000.000.

Questa “disciplina” deve essere realizzata, dice la stessa legge, entro 6 mesi dall’entrata in vigore della stessa, quindi

 

Il comma 12 dell’art. 57 obbliga a fissare tariffe “che favoriscano i mezzi elettrici” e che siano più basse delle tariffe domestiche:

12. L'Autorita' di regolazione per energia reti e ambiente (ARERA) [...] definisce le tariffe 
per la fornitura dell'energia elettrica destinata alla ricarica dei veicoli[...] in modo da 
favorire l'uso di veicoli alimentati ad energia elettrica e da assicurare un costo dell'energia 
elettrica non superiore a quello previsto per i clienti domestici residenti.

Da notare che attualmente le tariffe domestiche oscillano tra i 5 e i 20 centesimi/kWh, contro i 40-50 delle colonnine pubbliche. Nel primo caso si tratta però del costo netto dei kWh, senza considerare i ricarichi di dispacciamento, abbonamento, perdite e quant’altro.

Interessante anche la modifica al codice della strada (già precedentemente modificato in tal senso) che regolamenta la sosta presso le colonnine di ricarica, stabilendo che un’ora dopo il termine della ricarica il veicolo risulta in divieto di sosta, se in orario compreso tra le 07:00 e le 23:00 e se la colonnina è a bassa potenza; il divieto di sosta scatta invece a qualunque ora in caso di colonnine ad alta potenza:

5. All'articolo 158, comma 1, del decreto legislativo 30 aprile 1992, n. 285, 
alla lettera h-bis), dopo le parole "in carica" sono aggiunte, in fine, le seguenti: "; 
in caso di sosta a seguito di completamento di ricarica, la sosta e' concessa gratuitamente
 al veicolo elettrico o ibrido plug-in per un periodo massimo di un'ora. Tale limite 
temporale non trova applicazione dalle ore 23 alle ore 7".

Il codice della strada diventa quindi così:

h-bis) negli spazi  riservati  alla  fermata  e  alla  sosta  dei
veicoli elettrici. In caso di sosta a  seguito  di  completamento  di
ricarica, possono essere  applicate  tariffe  di  ricarica  mirate  a
disincentivare l'impegno della stazione oltre un periodo  massimo  di
un'ora dal termine della ricarica. Tale limite  temporale  non  trova
applicazione dalle ore 23 alle ore  7,  ad  eccezione  dei  punti  di
ricarica di potenza elevata di cui all'articolo 2, comma  1,  lettera 
e), del decreto legislativo 16 dicembre 2016, n. 257"

 

Il decreto legislativo 16 dicembre 2016, n. 257 definisce così i punti di ricarica in base alla potenza:


d) punto di ricarica di potenza standard: un punto  di  ricarica,
che consente il trasferimento di elettricita' a un veicolo  elettrico
di potenza pari o inferiore a 22 kW, esclusi i dispositivi di potenza
pari o inferiore a 3,7 kW, che sono installati in abitazioni  private
o il cui scopo principale non e' ricaricare veicoli elettrici, e  che
non sono accessibili al pubblico. Il punto  di  ricarica  di  potenza
standard e' dettagliato nelle seguenti tipologie: 
      1) lenta = pari o inferiore a 7,4 kW; 
      2) accelerata = superiore a 7,4 kW e pari o inferiore a 22 kW;

e) punto di ricarica di potenza elevata: un punto di ricarica che consente il trasferimento 
di elettricita' a un veicolo elettrico di potenza superiore a 22 kW. Il punto di ricarica 
di potenza elevata e' dettagliato nelle seguenti tipologie: 1) veloce: superiore a 22 kW e 
pari o inferiore a 50 kW; 2) ultra-veloce: superiore a 50 kW;

 

Quindi riassumendo:

  • Standard:
    • Lenta: <= 7.4 kW
    • Accelerata: 7.4 kW < P <= 22 kW
  • Elevata:
    • Veloce: 22 kW < P <= 50 kW
    • Ultra-Veloce: P > 50 kW

Sfortunatamente, le due leggi non sono state “cortocircuitate” tra loro, quindi nulla vieta che tutte le 60.000 colonnine che saranno installate siano da 3 kW piuttosto che da 50 kW o 350 kW…

Una colonnina permette di ricaricare in 10 minuti una quantità di km pari all’incirca alla sua potenza: 3 km se la colonnina è da 3 kW, 50 km se la colonnina è da 50 kW.

Nel 2016 i benzinai in italia erano circa 14.000, nel 2017 circa 20.000.

 

 

 

 

Barche elettriche

23 Feb

In questo blog ho trattato mezzi elettrici di ogni tipo… ma non mi erano ancora mai capitate le imbarcazioni.

Ecco invece apparire un lungo e completo articolo sul retrofit elettrico per barche, da cui traggo qualche dato che potrebbe essere utile a qualche “avventuroso convertitore elettrico”. Naturalmente ci sono i “soliti” errori su kW e kWh e sulla resa dei pannelli solari, però c’è una tabella dei consumi che è interessante confrontare coi consumi dei mezzi terrestri:

  • Bici: 0.008 kWh/km
  • Ciclomotore: 0.035 kWh/km
  • Moto: 0.060 kWh/km
  • Minicar: 0.100 kWh/km
  • Automobile: 0.150 kWh/km
  • Autobus: 1.0 kWh/km

Convertendo i valori da miglia nautiche (nm –  nautical miles) a km (1 nm = 1.85 km) si ha:

tabella consumi barca 50 piedi

Aggiungendo al grafico dei veicoli terrestri quello della barca da 50 piedi riportata nell’articolo si ottiene questo grafico:

 

Chiaramente la densità enormemente maggiore dell’acqua rispetto all’aria comporta consumi enormemente più alti.

Per quanto riguarda la faccenda dei pannelli solari citata nell’articolo: loro dicono che con 4 metri quadri di pannelli con efficienza del 18% (=720Wp) possono produrre 5 kWh/giorno d’estate nel Mediterraneo, ma purtroppo le cose sono molto diverse, per i motivi approfonditi in altro articolo; qui ci limitiamo a citare la “regola d’oro” per gli impianti solari italiani:

1 kWp produce 2 kWh al giorno d’inverno e 4 kWh/giorno d’estate (latitudine di Roma)

Questo significa che gli 0.72 kWp produrrebbero 1.44 kWh/giorno d’inverno e 2.88 kWh/giorno d’estate… ma solo se i pannelli fossero costantemente esposti a sud e inclinati di 35°, cosa che è ovviamente impossibile in un veicolo in movimento; ipotizzando che la resa scenda all’80% di questi valori, si avrebbero 1.2 kWh/g e 2.4 kWh/g; incrociando i dati con quelli della tabella sopra, alle varie velocità si avrebbero queste percorrenze:

autonomia barca 50 piedi

Non ho idea di quali siano le necessità di percorrenza giornaliera e di velocità di un 50 piedi, però diciamo che se si vuole solo fare un giretto sottocosta a 8-10 km/h, in estate un tetto di 4-5 m2 di pannelli solari sembrerebbe sufficiente…. a patto di caricare  la batteria il giorno precedente, perchè andando a 8 km/h, 15 km si percorrono in 2 ore, e in 2 ore si ricaricano forse 2-3 km.

E’ vero che un’auto elettrica inquina meno di una a benzina anche se l’elettricità è prodotta da fonti fossili?

16 Ott

E’ vero che un’auto elettrica inquina meno di una a benzina anche se l’elettricità è prodotta da fonti fossili?

Ebbene sì.

Il motivo è che 1 litro di petrolio, se immesso in una centrale elettrica, produce abbastanza elettricità da far viaggiare un’automobile per più chilometri di quelli che percorrerebbe un’auto a benzina con la stessa quantità di carburante.

In termini scientifici, si dice che l’efficienza energetica delle centrali elettriche è superiore a quella delle auto a benzina: per le centrali si va dal 35% al 45% a seconda delle tecnologie, mentre per le auto è impossibile superare il 30%, e il più delle volte ci si deve accontentare del 25%.

Dimostrazione

Considerando il caso peggiore per le centrali (35%) e migliore per le auto (30%), significa che del 100% di energia immessa:

  • nella centrale elettrica il 65% viene buttato e il 35% convertito in elettricità;
  • nelle auto a benzina il 70% viene buttato e il 30% utilizzato per muoversi.

Considerando invece il caso più favorevole (centrali 45% e auto 25%), si avrebbe:

  • nella centrale elettrica il 55% viene buttato e il 45% convertito in elettricità;
  • nelle auto a benzina il 75% viene buttato e il 25% utilizzato per muoversi.

E tutto questo se un’auto elettrica utilizzasse solo elettricità prodotta da centrali a combustibili fossili, cosa che non è vera: solo il 65% dell’elettricità viene da queste centrali, il resto viene da fonti rinnovabili. Cioè, su 100 kWh utilizzati, nelle auto elettriche 65 provengono da centrali a combustibili fossili e 35 da sole, vento e acqua, mentre in un’auto a benzina tutti i 100 kWh vengono dai combustibili fossili.

L’efficienza di un’auto elettrica è invece di circa il 95%.

Infine, a un’auto occorrono circa 0.150 kWh per percorrere 1 km, sia essa a benzina o elettrica. Quindi circa 15 kWh per 100 km.

Mettiamo insieme tutti questi dati:

100 km –> 15 kWh  benzina/elettrica

  • Benzina: 25% efficienza –> per avere 15 kWh utilizzabili servono 15/0.25 = 60 kWh
  • Elettrica: 95% efficienza –> per avere 15 kWh utilizzabili servono 15/0.95 = 16 kWh

Quanti di questi kWh vengono dai combustibili fossili e quanti dalle rinnovabili?

  • L’auto a benzina prende energia solo dai combustibili fossili: se gli servono 60 kWh, servono 60 kWh di combustibili fossili.
  • L’auto elettrica prende il 65% dell’energia dai combustibili fossili e il 35% dalle rinnovabili: quindi per avere i  16 kWh che gli servono, deve ottenere 10.4 kWh dai combustibili fossili (16*0.65) e 5.6 kWh di energia rinnovabile (16*0.35).

Questi 10.4 kWh ovviamente non sono benzina messa nel serbatoio, ma combustibili fossili messi in una centrale elettrixa, che ha efficienza del 45%, il che significa che per produrre 10.4 kWh ha bisogno di 23 kWh di combustibili fossili.

Questo significa che per percorrere 100 km, un’auto a benzina consuma 60 kWh di combustibili fossili, mentre per percorrere la stessa distanza un’auto elettrica consuma 23 kWh di combustibili fossili.

60 contro 23: un fattore di circa 3:1.

Se anche l’auto elettrica usasse SOLO elettricità prodotta con combustibili fossili, l’energia da consumare ammonterebbe a  35 kWh.

Formula per generalizzare i calcoli

E = ((kWh/100km / effLoc) / percFossili) /effCentr

Ebenz = ((15/0.25) / 1 ) / 1 = 60 kWh

Eelettr = ((15/0.95) * 0.65) / 0.45 = 23 kWh  (mix energetico 65%/35%)

Eelettr = ((15/0.95) * 1) / 0.45 = 35 kWh  (mix energetico 100%)

Eelettr = ((15/0.95) * 1) / 0.35 = 45 kWh  (mix energetico 100% e centrale con efficienza peggiore possibile)

 

Mix energetico 100%, centrale con efficienza peggiore possibile e auto a benzina con efficienza migliore possibile:

Ebenz = ((15/0.30 / 1 ) / 1 = 50 kWh

Eelettr = ((15/0.95) * 1) / 0.35 = 45 kWh

 

Fonti

 

 

Cos’è l’efficienza?

L’efficienza di una centrale elettrica si misura come il rapporto tra il contenuto di energia del combustibile che entra nella centrale (Ein),  espresso in BTU, e il contenuto di energia dell’elettricità che esce (Eout); tale rapporto viene chiamato “Heat Rate”:

HR = Ein/Eout

L’energia può essere espressa tramite varie unità di misura:

L’HR di un sistema di generazione di energia elettrica si misura in BTU/kWh, considerando che 1 kWh equivale a 3412 BTU (*)

Se per produrre 1 kWh di energia elettrica si usano 3412 BTU di carburante, significa che la centrale ha  HR=1 ed efficienza = 100%:

  • HR = 3412 BTU  /  1 kWh  = 3412 BTU / 3412 BTU = 1
  • Eff = 100 * 1 kWh / 3412 BTU = 3412 BTU/ 3412 BTU = 100%

Se invece servono 6824 BTU, l’HR vale 2 e l’efficienza è del 50%

  • HR = 6824 / 3412 = 2
  • Eff = 100 * 3412 / 6824 = 50%

 

Efficienza centrali elettriche negli anni

 

 

(*)3.600.000 Joule equivalgono a 1000 Wh. Non si tratta di numeri “casuali”: 3600 è il numero di secondi contenuti in un’ora, e per l’appunto il Joule è definito come l’applicazione di una potenza di 1 W  per 1 secondo; applicando 1 W per 3600 secondi (1 ora) si ha una quantità di energia che può essere espressa in due modi:

  • 1 Wh
  • 3600 J

Quindi chiaramente se da 1 Wh passiamo a 1 kWh si moltiplica per 1000:

  • 1 kWh
  • 3.600.000 J

La stessa quantità di energia espressa in BTU è pari a 3412, quindi:

1 kWh = 3.600.000 J = 3412 BTU

 

Acronimi

  • OCGT – open-cycle gas turbine
  • CCGT – combined-cycle gas turbine
  • CHP – combined heat and power generation (cogeneration)
  • IGCC – integrated gasification combined cycle
  • SCPC – supercritical pulverised coal
  • GHG – greenhouse gas
  • LHV – lower heating value
  • MJ = megaJoule (1 milione di Joule, 10^6)
  • GJ = gigaJoule (1 miliardo di Joule, 10^9)
  • TJ = teraJoule (1000 miliardi di Joule, 10^12)
  • PJ = petaJoule (1 milione di miliardi di Joule, 10^15)
  • EJ = exaJoule (1 miliardo di MJ, 10^18)
  • toe = tonne of oil equivalent = 1 tonnellata-equivalente di petrolio = circa 42000 MJ

Costi di ricarica

8 Ott confronto costi di ricarica benzina/elettrico

Un comodo grafico per confrontare a colpo d’occhio quanto costa utilizzare un’auto elettrica rispetto a un’auto a benzina/diesel:

confronto costi di ricarica benzina/elettrico

confronto costi di ricarica benzina/elettrico

confronto costo ricarica colonnine pieno benzina

 

Risulta evidente che la ricarica domestica con tariffa bioraria 0.06/0.20 euro/kWh è molto più conveniente della costosa ricarica pubblica, che rende invece i costi di utilizzo paragonabili a quelli di un’auto a benzina.

Il grafico è calcolato considerando un consumo di 0.150 kEh/km, consumo tipico di un’auto elettrica; questa pagina interattiva permette di personalizzare i dati in modo da effettuare un confronto più accurato caso per caso.

 

Quest’altro grafico è un po’ più complicato da consultare perchè ha due assi verticali, però è valido per qualunque prezzo dei kWh, indicati sull’asse verticale destro: partendo con una linea orizzontale e procedendo verso sinistra, quando si incontra una linea nera si può dedurre a che consumi di un’auto a benzina corrisponde quel prezzo per kWh:

confronto costo ricarica colonnine pieno benzina

Ad esempio, un costo di 0,60 E/kWh corrisponde a:

  • Auto da 15 km/L (linea con cerchi) ad un costo di 1,3 Euro/Litro per la benzina.
  • Auto da 20 km/L (linea con triangoli) ad un costo di 1,7 Euro/Litro per la benzina.

La ricarica domestica è ben lontana dai costi di qualunque auto a benzina, anche se il carburante costasse un euro al litro.

Tutta la verità sulla “Volkswagen elettrica da 7000 euro”, la e-Up!

22 Set

  • Riassunto rapido:
    • potenza motore: 60 kW (80 cavalli)
    • consumi: 0.145 kWh/km sul sito italiano, 0.127 Wh/km secondo quello tedesco
    • batteria: 32.3 kWh (fonte)  (di proprietà, non a noleggio)
    • autonomia: 260 km
    • velocità di ricarica: 
      • cavo domestico 2.3 kW: 16 km/ora
      • wallbox/colonnina trifase 11 kW: 76 km /h, pieno in 4 ore
      • connettore Combo CCS da 40 kW (altra fonte)
        • 40 km in dieci minuti
        • 240 km in un’ora
e-Up! consumi

La nuova Volkswagen e-Up, con autonomia aumentata e prezzo ribassato. Vero o falso?

Prezzo ribassato

Vero: il sito VW dichiara un prezzo di 23.350 euro al 22 settembre 2019, ma solo in configurazione base e colore base, qualunque variazione comporta piccoli o grandi supplementi.

Prezzo finale di 7.000 euro

Ancora da confermare. Confermato 14.900 euro coi soli incentivi statali, fino a 6.900 euro aggiungendo gli incentivi regionali, che in Lombardia arrivano a 8.000 euro e sono cumulabili con quelli statali.

Gli incentivi in Lombardia dovrebbero arrivare a 8.000 euro, ma al 23 settembre non era ancora stato emesso il bando finale che deve seguire alle delibere regionali (N. 2089 e N.2090), che dovrebbe essere emesso nell’ultima settimana di settembre (fonte: Regione Lombardia, al telefono). Gli incentivi saranno però subordinati a uno sconto a monte, da parte del  concessionario, del 12% (da confermare) sul prezzo di listino, cioè di 2.800 euro sui 23.350 di partenza, che diventerebbero 20.550. Togliendo da questo prezzo i 6000 statali e gli 8000 regionali (se è possibile applicare in entrambi i casi l’incentivo massimo, ma è da verificare) il prezzo finale in Lombardia sarebbe di 6.550 euro.

Incentivi regionali cumulabili di 8000 euro confermati, vedi post apposito.

Autonomia aumentata

Vero: 260 km WLTP (contro i precedenti 160 NEDC, che equivalevano a 130 WLTP (rapporto NEDC:WLTP = 1:1.21, http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC107662/kjna28724enn.pdf ) )

Batteria

Incredibilmente, nel configuratore sul sito VW non la dichiarano! (per ora. si saranno scordati). Comunque sono 38 kWh.

Velocità di ricarica (*)

  • Da presa domestica standard da 2.3 kW: 16 km ogni ora
  • Con Wallbox trifase da 11 kW: 76 km ogni ora (pieno in 4 ore)
  • Da colonnina fast DC da 40 kW: pieno di 260 km in un’ora,  46 km in 10 minuti

Opzioni di ricarica

  • Cavo shucko/siemens: 20A, 2.3 kW, monofase, lunghezza 4 mt – codice ZITVW36210  euro  221,00
  • WALLBOX
    • Monofase:
      • eMH1 – EVSE 513 – 16A, 3,6 kW – IP54 (per esterni) – cavo 3 metri – codice ZITEVSE513  – euro 615,00
      • eMH1 – EVSE 824 – 16A, 3,6 kW – IP54 (per esterni) – cavo 7 metri – codice ZITEVSE824 – euro 826,00
    • Trifase

 

Incentivi statali applicabili?

Sì.

I 6000 euro di incentivi statali sono applicabili solo al prezzo iva INCLUSA, cosa che non è sempre… scontata, perchè i siti sono internazionali e ogni Paese ha la sua IVA. Sul sito VW dichiarano che 23.350 è il prezzo IVA inclusa, quindi si possono sottrarre i 6000 euro di incentivi statali per arrivare a 17.350. I più fortunelli hanno anche a disposizione vari incentivi regionali per ribassare ulteriormente il prezzo di 2.000-8.000 euro.

Diciamo che si può scendere quindi fino a 9.000 euro, non a 7.000 (salvo ulteriori sconti del concessionario). Comunque un ottimo prezzo, considerando che solo nel 2011 un’auto elettrica con 120 km di autonomia reale WLTP costava 36.000 euro! (la Citroen Czero, per fare un esempio).

Incentivi regionali cumulabili?

, gli incentivi regionali sono cumulabili con quelli statali. Tutti i riferimenti normativi di quelli regionali possono essere trovati qui.

Schede tecniche

  • Vecchia e-up!: link
    • combinato: 0.117 kWh/km
    • Autonomia NEDC: 160 km  (–> WLTP = 130 km, fattore 1:1.21)
    • Batteria: ??? kWh (calcolati: 18 kWh)
    • Velocità massima: 128 km/h
    • Accelerazione 0-100 km/h: 12.4 secondi
    • Coppia: 210 Nm
    • Potenza: 60 kW / 80 CV
    • Ricarica rapida:
      • connettore Combo CCS
      • 0-80% in 30 minuti
        • 80% di 18 kWh = 14.4 kWh –> ricarica a 30 kW?
        • 80% di 160 km = 128 km
  • Nuova e-up!: ??? (sito)
    • combinato: 0.127 kWh/km
    • Autonomia: 260 km WLTP (–> 314 NEDC) (+100%)
    • Batteria: 32.3 kWh (+72%) , garantita 8 anni o 160.000 km (fonte)
    • Velocità massima: 130 km/h
    • Accelerazione 0-100 km/h: 11.9 – 12.4 secondi
    • Coppia: 210 Nm
    • Potenza: 61 kW / 80 CV
    • Ricarica rapida:
      • connettore Combo CCS
      • 0-80% in 60 minuti (ma 80% di 32.3 kWh = 26 kWh ?!?)
      • potenza: 40 kW
  • Up a benzina: link

Caratteristiche (link)

  • Porte: 5
  • Posti: 4
  • Bagagliaio: 250-923 litri
  • Massa: 1229 kg
  • Lunghezza x larghezza x altezza= 360 x 164 x 150 cm
  • Passo: 242 cm

Dotazioni di serie (codice VAQIR494)

  • 2 altoparlanti
  • 2 chiavi con telecomando
  • Alzacristalli anteriori elettrici
  • Attivazione automatica luce di marcia, con luci diurne, funzione “leaving” e funzione “coming home” manuale
  • Batteria 175A (36Ah)
  • Cambio per trazione elettrica (1 marcia)
  • Car-Net e-Remote, durata 3 anni
  • Cavo di alimentazione per presa domestica
  • Cavo di ricarica Mode3 tipo 2 3 32 A
  • Cerchi in lega “blade” 5 J x 15”
  • Climatizzatore “Climatronic”
  • Comfort Pack
  • Coperture per ruote in lega leggera
  • Cristalli posteriori oscurati
  • Cruise Control (Regolatore di velocità)
  • dash pad “shark skin”
  • Design pack exterior”
    • cerchi in lega “blade” da 15”
    • privacy glass
    • specchietti retrovisori in tinta carrozzeria
  • “Design pack interior”
    • dashpad 2D “sharkskin”
    • illuminazione ambiente
    • sedili anteriori regolabili in altezza
  • Display multifunzione
  • “Driver Assistance Pack”:
    • sensori parcheggio posteriori
    • telecamera “rear view”
    • cruise control
  • e-sound – Pedestrian Alert
  • Gusci specchietti esterni e maniglie porte nel colore carrozzeria
  • Illuminazione diffusa
  • Interfaccia telefono
  • Interfaccia USB
  • Letteratura di bordo in italiano
  • Leva del freno a mano in pelle, pomello leva del freno a mano cromato
  • Listelli della soglia anteriore in alluminio, con scritta “e-up!”
  • Montaggio
  • Parabrezza in vetro atermico
  • Paraurti versione sportiva
  • Pneumatici 165/65 R15, resistenza al rotolamento ottimizzata
  • Pomello della leva cambio in pelle
  • Potenza sistema motore elettrico 61 kW motore base: T9U
  • Ricezione radio digitale DAB+
  • Rilevatore di corsia
  • Sedili anteriori con regolazione in altezza
  • Sensore pioggia
  • Sensori di parcheggio posteriori
  • Sistema di navigazione
  • Specchietto retrovisivo esterno regolabile
  • Tire Mobility Set
  • Videocamera per retromarcia “Rear view”
  • Volante multifunzione in pelle

inoltre (link):

  • Airbag laterali di serie
  • Airbag per la testa (integrati negli airbag laterali) di serie
  • Alzacristalli elettrici anteriori
  • Climatizzatore automatico con ventilazione o riscaldamento in parcheggio
  • ESP (Programma elettronico di stabilità)
  • Radio “RCD 215” CD/MP3 2 altoparlanti e presa multimediale AUX-IN
  • Tergilunotto di serie
  • Vetri laterali e lunotto oscurati

Documenti ufficiali Volkswagen

 

Altre elettriche allo stesso prezzo?

Skoda

La “Skoda citigo-E IV” sarà basata sulla stessa piattaforma della Volkswagen e-up!, ma con qualche differenza, per esempio la batteria da 36.8 kWh / 60 Ah invece che 32.3 (anche se l’autonomia dichiarata resta 260 km); avrà una coppia di 210 Nm, una potenza di 60 kW/80CV e ricarica a 2.3 kW, 7.4 kW e 40 kW. Dimensioni: 3.597 mm x 1.645 mm. (fonte)Per il momento non è ancora disponibile in Italia; quando lo sarà, dovrebbe essere elencata qui. Per ora si può fare un preventivo per la Repubblica Ceca, dove i prezzi partono da 430.000 corone, cioè 16.600 euro.

In Italia: 22.300 euro – link

Dati disponibili ad oggi:

  • Lunghezza 3.597 mm
  • Larghezza 1.645 mm
  • Bagagliaio 250/923 litri
  • Porte: 5 
  • Ricarica: 7.2 kW / 40 kW

Seat

Seat MII electric italia

Dotazione di serie
  • Cerchi in lega da 16” Design Gray Machined
  • 6 altoparlanti (passivi)
  • Cavo di alimentazione per presa domestica
  • 1 presa USB
  • Tergicristalli a funzionamento intermittente con sensore luce/pioggia
  • Airbag anteriori frontali e laterali a tendina
  • .Cavo di alimentazione per stazione di ricarica
  • Regolazione manuale in altezza dei sedili anteriori
  • Dispositivo di ausilio al parcheggio
  • Riscaldamento sedili anteriori, regolabile separatamente
  • Climatronic con regolazione aria dinamica, senza CFC

Sito spagnolo: Mii electric: 17.730 euro pre-incentivi

Dotazioni e varianti (sito spagnolo, 13/11/2019):

citigo

(*) Teorica calcolata, non misurata; la velocità di ricarica effettiva è un po’ inferiore per via di perdite, efficienze, stato batteria, tipo colonnina,…

 

 

Energia solare e auto elettriche

12 Set

Riassunto

Servono circa 0.375 m2 di pannelli solari per ogni km di autonomia giornaliera richiesta.

Formula generica

m2 = (FattoreStagione / EfficienzaPannello) * autonomia * consumi

FattoreStagione vale 1/2 d’inverno e 1/4 d’estate

Esempio

Inverno, 20% efficienza, consumi 0.150 kWh/km:

(0.5 m2/kwh / 0.2) * 1km * 0.15kwh/km = 0.375

Spiegazione

Un pannello solare da 1kWp:

  • Produce in media, a Roma, 2kWh/giorno d’inverno e 4kWh/giorno d’estate
  • L’irradiazione solare in Italia è di circa 1kW per m2
  • L’efficienza tipica di un pannello è del 15%, i migliori arrivano al 20% (200W prodotti per ogni 1000W ricevuti)
  • Un’auto elettrica ha un consumo medio di 0.150 kWh/km

Con questi dati, risulta che sono necessari 0.375 m2 di pannelli per ogni km giornaliero di autonomia.

La formula generica, valida per efficienze diverse dei pannelli, consumi diversi del veicolo e periodo diverso dell’anno è:

m2 = (FattoreStagione / EfficienzaPannello) * (autonomia / consumi)

  • FattoreStagione vale 1/2 d’inverno e 1/4 d’estate
  • Efficienza = %
  • Autonomia = km al giorno
  • Consumi = kWh/km

Quindi: m2 = 0.5/eff * km/g * kwh/km


Dimostrazione

kWh giornalieri =

  • 2 * kWp inverno
  • 4 * kWp estate

Quindi kWp= 0.5 kWh/g o 0.25 kWh/g

  • I kWh giornalieri necessari dipendonondall’autonomia giornaliera necessaria e dai consumi:

kwh/g = km/g * kwh/km

  • L’efficienza indica i kW prodotti per kW ricevuto, ma 1 kW è l’irradiazione di 1 m2, quindi:

eff= kWp/ kWr = kWp/m2

Mettendo tutto insieme:

m2=kWp/eff=0.5 kwh/g / eff =0.5/eff * kwh/g = 0.5/eff * km/g * kwh/km

m2 = 2.5 * 0.15 * km/g =0.375 *km/g

Come il tuo impianto solare di casa può salvarti se resti a piedi con l’auto elettrica! :-)

24 Ago

Riassunto

Se si ha a casa un impianto solare a isola (=a batteria), si ha anche un sistema di ricarica di emergenza per auto elettriche, utilizzabile nel caso si rimanga a piedi in ambiente cittadino, dove le colonnine distano tra loro al massimo 1km;  è ovviamente impossibile percorrerlo “a spinta”, ma non è nemmeno indispensabile ricorrere a un costoso carro attrezzi o una costosa ricarica pubblica di emergenza: basta prendere l’inverter e un paio di batterie e portarli alla macchina in panne. Risulta infatti possibile ricaricare:

  • 7 km in 30 minuti (200 metri / minuto)  con ricarica a 6A/1.4kW
  • 5 km in 13 minuti (400 metri / minuto)  con ricarica a 10A/2.3kW

I conti

Consumi tipici:

  • Ciclomotore: 0.035 kWh/km
  • Scooterone: 0.060 kWh/km
  • Minicar: 0.100 kWh/km
  • Auto: 0.150 kWh/km

Tali consumi possono forse considerarsi dimezzati, per minicar e auto, se si procede a “velocità di emergenza” di 40-50 km/h.

Partendo da questi presupposti, si può considerare un generico grafico di una batteria al piombo:

Tabulando questi valori e aggiungendo un po’ di formule, si ottengono queste tabelle, per una singola batteria da 12V/50Ah o per due batterie che formano un sistema da 24V/50Ah:

 

12V

Specifiche batteria Utilizzabilità Ricarica
h C A W Ah Wh Ore Min km km emg
20 0,05 3 30 50 600 20 1200 4 6
9 0,1 6 67 50 600 9 540 4 6
4 0,2 10 120 40 480 4 240 3 5
1,5 0,4 20 240 30 360 1,5 90              2              4
1 0,6 30 360 30 360 1,0 60 2 4
0,6 1 50 600 29 350 0,6 35 2 4
0,22 2 100 1.200 22 260 0,2 13 2 3
0,12 3 150 1.800 18 210 0,1 7 1 2
0,05 4 200       2.400 10 120 0,1 3 1 1

 

24V

Specifiche batteria Utilizzabilità Ricarica Ricarica
h C A W Ah Wh Ore Min km km emg
20 0,05              3            60            50       1.200 20 1200              8            12
9 0,1              6          133            50       1.200 9 540              8            12
4 0,2            10          240            40          960 4 240              6            10
1,5 0,4            20          480            30          720 1,5 90              5              7
1 0,6            30          720            30          720              1,0 60              5              7
          0,6 1            50       1.200            29          700              0,6 35              5              7
        0,22 2          100       2.400            22          520              0,2 13              3              5
        0,12 3          150       3.600            18          420              0,1 7              3              4
        0,05 4          200       4.800            10          240              0,1 3              2              2

Le colonne di interesse sono le ultime 3.

Estrapolando i dati dalla tabella, si ottengono questi risultati:

  • 12V/50Ah/17kg (sconsigliato)
    • Ricarica a 6A/1.4kW: 3 km in 11 minuti estraendo 120A (2.3C)
    • Ricarica a 10A/2.3kW: 1 km in 4 minuti estraendo 200A (4C)
  • 24V/50Ah/35kg (fattibile)
    • Ricarica a 6A/1.4kW: 7 km in 30 minuti (200 metri / minuto) estraendo 60A (1.2C)   <—- Consigliato
    • Ricarica a 10A/2.3kW: 5 km in 13 minuti (400 metri / minuto) estraendo 100A (2C)

Nel primo  caso la batteria sarebbe sottoposta a un fortissimo stress e per di più servirebbero cavi molto grossi; nel secondo caso, specie nel caso di ricarica molto lenta a 1.4kW, la cosa sarebbe molto più fattibile


 

Nota aggiuntiva: sulle auto elettriche c’è un DC/DC converter che trasforma i 300 o 400 V della batteria di trazione nei 12V di quella dei servizi; si tratta cioè di un DC/DC converter monodirezionale di tipo “buck”; se invece montassero un DC/DC di tipo buck/boost, cioè bidirezionale, diventerebbe automaticamente possibile la ricarica di emergenza tramite batteria da 12V: basterebbe aggiungere temporaneamente una o più batterie da 12V in parallelo a quella pre-esistente, e caricare quei pochi Wh necessari per arrivare alla colonnina più vicina.

Sarebbe più economico che installare invece un apposito inverter per gestire questo tipo di emergenze.

Come convertire le autonomie americane/europee tra cicli WLTP, NEDC e EPA

29 Lug

Sul sito insideevs hanno fatto una interessante ricerca, che permette di convertire rapidamente le autonomie dichiarate dai costruttori, che possono rifarsi ai diversi cicli EPA, NEDC o al più moderno WLTP.

  • EPA = NEDC/1.43
  • EPA = WLTP/1.12

Fino al 2019:

  • Europa: NEDC
  • USA: EPA

Dal 2019:

  • Tutti: WLTP

Per esempio l’autonomia delle varie versioni di Renault Zoe inizialmente erano dichiarate in NEDC, e poi sono passate al WLTP:

  • 22 kWh NEDC: 210 km
  • 41 kWh NEDC: 400 km
  • 42 kWh WLTP: 400 km

Gli ultimi due numeri non sono confrontabili, perchè basati su standard diversi! Bisogna convertirli tutti nello stesso standard, sia esso EPA, NEDC o WLTP.

I fattori di conversione sono:

  • WLTP = NEDC/1.28
  • WLTP = 1.12*EPA
  • NEDC = 1.43*EPA
  • NEDC = 1.28*WLTP 
  • EPA =  WLTP/1.12
  • EPA =  NEDC/1.43

(in greassetto quello calcolato da me, mancante nella ricerca americana)

Quindi per la Zoe le autonomie omogenee sono:

  • Renault Zoe EPA:
    • 22 kWh: 147 km
    • 41 kWh: 280 km
    • 42 kWh: 356 km
  • Renault Zoe NEDC:
    • 22 kWh: 210 km
    • 41 kWh: 400 km
    • 42 kWh: 512 km
  • Renault Zoe WLTP:
    • 22 kWh: 163 km
    • 41 kWh: 312 km
    • 42 kWh: 400 km