Progetto Life-Save, ex “HySolarKit”, per auto elettrica solare

Alcuni anni fa scrissi un articolo sull’impossibilità tecnica di realizzare un’automobile a energia solare: link.

In questi giorni si riparla di auto a energia solare per via dell‘incidente mortale capitato a un veicolo sperimentale del CNR, che stava per l’appunto sperimentando questo tipo di veicolo (*).

Premesso che al momento in cui scrivo non si sa ancora la causa dell’esplosione all’origine dell’incidente, di sicuro tale causa non possono essere stati i pannelli solari. In ogni caso, questo articolo tratta solo gli aspetti tecnici relativi all’utilizzo dell’energia solare per muovere un’auto elettrica, e del perchè è inutile provarci.

L’auto in questione faceva parte del progetto “Life-Save”, nuovo nome di quello che era nato una quindicina di anni fa come “HySolarKit” ad opera del prof. Gianfranco Rizzo, laureato in ingegneria meccanica.

Tutto il progetto, purtroppo, parte da un madornale errore presente in questa tabella della pubblicazione del 2010 “Hybrid solar vehicles“:

La tabella dice che tipicamente un’auto necessita di appena 8 kWh/giorno per l’utilizzo “tipico”; fin qui ci si potrebbe anche stare: con 8 kWh, considerando il consumo tipico di 0.150 kWh/km su percorso urbano, si possono fare circa 50km.

La ricerca dice poi che su un’auto “normale” sia possibile montare al massimo 0,3 kWp (p=picco=massimo) di pannelli solari, perchè lo spazio disponibile è di 1 metro quadro o poco più; poi la tabella parla di “0.2 kW di potenza media”, e già qui iniziano i problemi, perchè questo dato è campato per aria.

Ma il problema grosso è l’ultima colonna: la tabella dice che tenendo parcheggiata un’auto al sole per 10 ore, il pannello, che produce “in media” 0.2 kW, produrrebbe in tutto 0.2*10 = 2 kWh.

Non è vero.

I pannelli solari non funzionano così.

Se la giornata dura 10 ore, non vuol dire che il sole non sta10 ore a perpendicolo sui pannelli: sorge, poi arriva a mezzogiorno, e poi tramonta. Il vero andamento della potenza solare che incide su un pannello ha questo aspetto:

La cosa buffa è che nella ricerca stessa è presente un’immagine simile, dalla quale si può evincere facilmente l’errore di calcolo. L’articolo accenna anche alla possibilità di un “advanced tracking”, ovvero alla possibilità di usare su un veicolo pannelli motorizzati che seguono il movimento del sole mentre l’auito è parcheggiata…. Lasciamo perdere.

Per avere dati precisi in merito all’energia che può essere prodotto da pannelli fissi sul tetto di un’auto, basta andare sul sito europeo PVGIS (PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM), selezionare la propria posizione, impostare “Slope” a 0° (pannelli orizzontali) e cliccare su VISUALIZE RESULTS.

Questo è lo sconfortante risultato:

“Sconfortante” perchè questa è la produzione mensile! Quindi per avere la produzione giornaliera bisogna dividere i valori per 30! Si ottengono così questi valori:

Cioè, nemmeno nel giorno di massima produzione, a luglio, si possono produrre 2 kWh, si arriva appena a 1.7, per scendere a meno di mezzo kWh/giorno in inverno: significa che in inverno si potrebbero percorrere nel migliore dei casi una decina di km (1.7/0.15), che diventerebbero 3 d’estate!

E sono conti ottimistici, validi se si può parcheggiare la macchina… in mezzo al deserto, senza alberi o edifici che a un certo punto della giornata facciano ombra. Un conto realistico potrebbe essere 8 km di autonomia a luglio e 2 km a dicembre.

…eppure gli inventori di HySolarKit/Save-Life sono riusciti in qualche modo ad avere finanziamenti europei per portare avanti il loro progetto.

---

(*) FAKE NEWS ALERT

Fino ad almeno due giorni dopo l’incidente NESSUNO sapeva cosa trasportasse l’auto: l’unica vera notizia è che trasportasse bombole, ma nessuno sapeva se erano di idrogeno, ossigeno, gpl, metano o qualunque altro liquido o gas; ma media e social si sono subito scatenati a scrivere stupidaggini. Probabilmente la stessa parola “bombola” sarà una stupidaggine, probabilmente un passante avrà detto “sicuro è scoppiata la bombola”, un altro passante l’avrà sentito, e la frase buttata lì è diventata immediatamente “notizia”.

In realtà la notizia iniziale era solo: esplosa auto in tangenziale, esplosione non causata da collisione.

Ibride plugin Mercedes da 70 km

Si amplia sempre più il mercato delle ibride plugin; dall’unico modello “pioniere” della Opel di 10 anni fa, la Opel Ampera, ora di plugin se ne contano finalmente a decine; a prezzi ancora esorbitanti, ma destinati sicuramente a scendere grazie a concorrenza ed economia di scala.

La Mercedes “inonda” il mercato con ben 15 modelli diversi, con autonomie che variano dai 45 ad addirittura 106 km per la GLE 350:

I dati tecnici sono un po’ farfugliati, imbrogliati, mischiati e scritti in piccolo, oltre a citare “sigle misteriose” per confondere un po’ di più le idee, quindi ecco qualche nota di chiarimento, seguita da una comoda tabella di confronto:

• NEDC: Vecchio ciclo di omologazione, più ottimistico e meno realistico. E’ però ancora quello a cui fare riferimento, fino al 31/12/2020, per sapere se si può accedere agli inventivi (ecobonus)
• WLTP: Nuovo ciclo di omologazione, più vicino ai consumi reali. In futuro si farà riferimento a questo per gli incentivi.

Differenza tra “hybrid” e “plugin hybrid”

Al contrario di quanto molti credono, la differenza non sta solo nella presenza o meno della presa di ricarica, si va ben oltre: si tratta proprio di una tecnologia motrice diversa.

Nelle ibride “classiche” il motore elettrico e quello termico lavorano contemporaneamente e sono entrambi fisicamente collegati alle ruote. L’autonomia in solo-elettrico è di un paio di km. Si parla di “ibrido parallelo“.

Nelle ibride “plugin” il motore a benzina viene connesso alle ruote solo su richiesta del guidatore, altrimenti normalmente è collegato solo a un generatore che ricarica la batteria; a spingere l’auto è solo il motore elettrico; anche se può sembrare strano, questa soluzione dimezza i consumi; il motivo è che quando il motore termico è collegato direttamente alle ruote, servono acceleratore, frizione e marce, perchè il motore termico ha abbastanza coppia per spingere l’auto solo quando gira intorno ai 2000 giri/minuto; quindi per collegare il motore termico direttamente alle ruote, cambio e frizione sono indispensabili, ma aumentano i consumi (tecnicamente, il rendimento del motore è del 20-25%). Nelle ibride plugin, invece, quando viene acceso il motore termico per ricaricare la batteria, esso gira sempre costantemente a 2000 giri, senza bisogno di acceleratore, cambio e frizione, perchè è collegato solo alla dinamo di bordo (una grossa dinamo da 40-50 kW!), quindi consuma circa la metà (tecnicamente, il rendimento è del 40-50%). L’autonomia delle plugin è di decine di km. Le ibride plugin sono dette anche “ibride seriali“; alcune possono commutare su richiesta da seriale a parallelo e viceversa, anche in corsa.

---

Tabella NEDC

Tabella WLTP

---

Tabelle in formato testo, per i motori di ricerca o per copiarla in Excel:

Modello	Dati motore	NEDC
Potenza totale	Coppia totale	Min	Max
Autonomia	CO2	L/100km	Autonomia	CO2	L/100km
Mercedes Classe A plugin hybrid	160	450	74	32	1,4	77	36	1,6
Mercedes Classe A Sedan plugin hybrid	160	450	72	31	1,4	79	35	1,5
Mercedes GLA 250 plugin hybrid	160	400	64	38	1,4	67	41	1,5
Mercedes CLA 250 plugin hybrid	160	400	72	31	1,4	79	35	1,5
Mercedes Classe C Berlina plugin hybrid EQ power (diesel o benzina)	235	700	35	31	1,3	52	35	2,3
Mercedes Classe E 300 plugin hybrid m(diesel o benzina)	235	n/d	50	38	1,4	57	45	2
Mercedes Classe S 560 plugin hybrid	350	700	50	57	2,5	n/d	59	2,6
Mercedes Classe B 2 50 plugin hybrid	160	450	70	32	1,4	77	36	1,6
Mercedes CLA Shooting Brake 250 plugin hybrid	160	450	69	33	1,4	76	37	1,6
Mercedes Classe C 300 Station Wagon plugin hybrid (diesel o benzina)	235	700	51	37	1,4	56	50	2,2
Mercedes Classe E 300 Station Wagon plugin hybrid	225	n/d	n/d	42	1,6	n/d	44	1,9
Mercedes GLC 300 SUV plugin hybrid	235	700	46	45	1,9	49	56	2,4
Mercedes GLC 300e coupè plugin hybrid	235	n/d	46	45	1,9	50	57	2,5
Mercedes GLE 350 de 4MATIC plugin hybrid	n/d	n/d	100	29	1,1	n/d	36	1,6
Mercedes GLE 350 coupè plugin hybrid	235	700	106	29	1,1	n/d	36	1,6

Tabella WLTP

Modello	Dati motore	WLTP
Potenza totale	Coppia totale	Min	Max
Autonomia	CO2	L/100km	Autonomia	CO2	L/100km
Mercedes Classe A plugin hybrid	160	450	–	22	1	–	30	1,3
Mercedes Classe A Sedan plugin hybrid	160	450	–	21	0,9	–	29	1,3
Mercedes GLA 250 plugin hybrid	160	400	–	30	1,3	–	38	1,7
Mercedes CLA 250 plugin hybrid	160	400	–	22	0,9	–	30	1,3
Mercedes Classe C Berlina plugin hybrid EQ power (diesel o benzina)	235	700	–	30	1,1	–	49	2,1
Mercedes Classe E 300 plugin hybrid m(diesel o benzina)	235	n/d	–	31	1,2	–	44	1,9
Mercedes Classe S 560 plugin hybrid	350	700	–	51	2,2	–	61	2,7
Mercedes Classe B 2 50 plugin hybrid	160	450	–	25	1,1	–	33	1,4
Mercedes CLA Shooting Brake 250 plugin hybrid	160	450	–	25	1,1	–	32	1,4
Mercedes Classe C 300 Station Wagon plugin hybrid (diesel o benzina)	235	700	–	32	1,2	–	47	2
Mercedes Classe E 300 Station Wagon plugin hybrid	225	n/d	–	35	1,3	–	44	1,9
Mercedes GLC 300 SUV plugin hybrid	235	700	–	45	1,7	–	58	2,5
Mercedes GLC 300e coupè plugin hybrid	235	n/d	–	44	1,7	–	57	2,5
Mercedes GLE 350 de 4MATIC plugin hybrid	n/d	n/d	–	18	0,7	–	28	1,2
Mercedes GLE 350 coupè plugin hybrid	235	700	–	17	0,7	–	28	1,2

La nuova Chevrolet Volt 2015-2016

La Chevrolet Volt, auto ibrida americana commercializzata in Europa come “Opel Ampera“, fu una delle prime “elettriche plugin” (o PHEV) ad essere immessa sul mercato.
La novità fu notevole, perchè con la Volt il concetto di “autonomia di auto ibrida in solo-elettrico” passò dagli inutili 3 km della Prius ai 60 km (sulla carta) della Volt, e ai 40 della nuova Prius, anch’essa “plugin”.

Plugin, l’auto “alla spina”

Ma cosa si intende per “plugin”, e a cosa è dovuto questo enorme balzo in avanti dell’autonomia?
Con “veicolo elettrico plugin” si intende un veicolo elettrico dotato di “spina”; non proprio come quella dei comuni elettrodomestici, ma comunuque una spina che, inserita in una apposita presa, permette di “fare il pieno” anche a casa, quindi senza bisogno di colonnine pubbliche, tessere magnetiche e quant’altro. E, dovendo ricaricare una batteria relativamente piccola (visto che le plugin non contano solo sulla batteria ma anche sul motore a benzina), ricaricando a casa non è necessaria un’intera notte, ma solo poche ore: la batteria della Chevrolet Volt è infatti da soli 10 kWh (*), contro i 16-20 di un’auto solo-elettrica, quindi per ricaricarla coi soli 2-3 kW disponibili a casa bastano 3-5 ore invece che 8-10.

 

Autonomia maggiorata

Ciò che ha permesso il grosso balzo in avanti dell’autonomia è proprio, ovviamente, la batteria: le prime ibride usavano infatti batterie al nichel-metalidrato (NiMH), che, pur essendo molto più capienti delle classiche batterie al piombo, comunuque non contenevano più di 40-50 Wh di energia per kg di peso; le nuove ibride plugin utilizzano invece batterie al litio, con capacità di 100-150 Wh/kg, quindi è stato possibile utilizzarle per riprogettare completamente le auto ibride: anzichè dotarle di una piccola batteria da 2 kWh utilizzata dal motore elettrico solo per “aiutare” quello a benzina, si è passato a batterie 4 o 5 volte più grandi, che però, grazie alla leggerezza del litio, non pesano 4 o 5 volte tanto, ma solo il doppio. Una batteria NiMH da 2 kWh pesa infatti 40 kg, mentre una al litio da 10 kWh pesa ne pesa meno di 70 (massimo 100 considerando la capacità effettiva (*)).

 

Uscite e entrate nel mercato plugin: la nuova Volt 2015

Purtroppo la Opel Ampera non ha avuto in Europa il successo sperato, ed è presto uscita di produzione, rimanendo invece in vendita negli USA come Chevrolet Volt. E, rispetto al modello originale, si è ora rinnovata: il modello 2015, infatti, ha una batteria leggermente più capiente, da 17.1 kWh(*), eppure più leggera, grazie alla nuova chimica usata, e sembra che sia aumentata anche la quantità di kWh disponibile per l’uso: questo significa quindi sia maggiore energia disponibile che minori consumi (grazie al minor peso), quindi in sostanza un’autonomia leggermente maggiore: si stimano circa 80 km contro i 56 del primo modello, per un consumo combinato di oltre 100 MPG.

I consumi ufficiali della Volt sono infatti dati in “MPG”, ossia “galloni per miglia”, non molto pratici per noi Italiani; tuttavia basta considerare che, per convertire in chilometro/litro, basta dividere questo valore per due, e “abbassarlo un po’ ” (per l’esattezza bisognerebbe moltiplicare per 0,42); quindi, ad esempio, i 100 MPG diventerebbero “un po’ meno di 50 km/L” (42 km/L per l’esattezza).
(*)Disponibili per l’uso, rispetto alla capacità reale di 16 kWh.

Nuova Lexus Is 300h

== Notizie da altri blog ==

Lexus, brand di lusso appartenente al Gruppo Toyota, rinnova la sfida ai marchi tedeschi (Audi, Bmw e Mercedes) lanciando sul mercato le nuova generazione della IS, berlina a quattro porte di medie dimensioni e dal carattere sportivo.

Con il nuovo modello Lexus conferma la volontà di continuare nella sua coraggiosa strategia di marketing che prevede una gamma articolata solo su auto ibride. Attualmente il marchio di lusso giapponese propone già altri quattro modelli “Full Hybrid” con prezzi che partono dai circa 30.000 euro della compatta CT per arrivare ad oltre 150.000 euro dell’ammiraglia LS. Nel mezzo figurano la berlina tre volumi GS, recentemente rinnovata, e la lussuosa crossover RX.

In questo contesto si inserisce la Nuova IS, caratterizzata da un look aggressivo e dotata della trazione posteriore che ne esalta le qualità dinamiche. La gamma prevede un’unica motorizzazione di 2.5 litri accoppiata ad un motore elettrico per una potenza complessiva di 223 CV. I livelli di allestimento sono tre: base, Executive, Luxury e F-Sport, quest’ultimo contraddistinto da uno speciale pacchetto aerodinamico per la carrozzeria e inedite ruote da 18”.

 

Le prestazioni sono più che buone considerata la massa della vettura: 200 km/h di velocità massima e un tempo di accelerazione da 0 a 100 km/h pari a 8.3 secondi. Ciò nonostante, grazie ai vantaggi offerti dal sistema ibrido la nuova Lexus IS 300h consuma poco (viene dichiarato una percorrenza nel ciclo misto superiore ai 20km/l) e ridotte emissioni di CO2 (da 99gr/km a 109 gr/km a seconda delle versioni).

Nei prossimi mesi il segmento delle auto ibride si farà sempre più affollato, potete scoprire tutti i nuovi modelli e le nuove tecnologie utilizzate sul sito Trendmotori.com alla pagina:  http://www.trendmotori.com/auto-ibride.htm