Nel corso dell’ultimo decennio il trasporto a energia solare ha avuto importanti sviluppi, grazie anche all’evoluzione tecnologica che ha fornito gli strumenti necessari per dar forma a progetti prima irrealizzabili. L’attenzione che designer ed ingegneri hanno rivolto a questo settore ha dato vita a mezzi futuristici, che per quanto ancora lontani da una produzione su larga scala, aiutano a comprendere meglio le potenzialità del fotovoltaico applicato alla mobilità. Nel contesto storico attuale, i numerosi vantaggi che si evidenziano, sotto il profilo ambientale ed economico in particolare, assumono ancora più rilievo alla luce dei vincoli imposti dall’UE in materia di emissioni.
Informazioni e fonti aggiornate a giugno 2023
Che cos’è il trasporto a energia solare
Nel trasporto a energia solare rientrano tutti quei mezzi che utilizzano l’energia del sole come propulsione principale.
Ne è un esempio Solar Impulse, il primo velivolo totalmente alimentato dal fotovoltaico, che è stato in grado, già nel 2016, di portare a termine un volo di circumnavigazione terrestre.
Un’impresa riuscita grazie alle 17248 celle solari disposte sulla parte superiore delle ali, della fusoliera e del piano di coda per una superficie totale di 269,5 m2 e una potenza nominale di 66 kW di picco. (1)
Ma anche Energy Observer, la prima imbarcazione alimentata completamente da un mix di fonti rinnovabili, porta alla ribalta il fotovoltaico grazie al ruolo preponderante che svolge a bordo. Gli oltre 34 kWp di pannelli solari installati sul catamarano contribuiscono in maniera importante a generare l’energia sufficiente per produrre l’idrogeno che alimenta il vascello. Un vero laboratorio sull’acqua quello di Energy Observer, che dal 2017 è impegnato in un giro del mondo a zero emissioni per dimostrare la reale efficacia delle rinnovabili nel renderci indipendenti dai combustibili fossili.
Efficacia che va evidenziandosi anche nel settore automotive.
Negli ultimi anni le auto solari hanno incontrato la curiosità e l’interesse di molti progettisti, diventando protagoniste di vere e proprie competizioni dedicate e di grande rilievo come il World Solar Challenge, gara che si svolge ogni due anni in Australia, da Darwin ad Adelaide e vede coinvolti numerosi prototipi realizzati da team provenienti da tutto il mondo.
È tra questi prototipi che troviamo Sunswift 7, veicolo progettato e realizzato dagli studenti dell’Università del New South Wales, che solo pochi mesi fa ha registrato un nuovo importante primato (riconosciuto dal Guinness World Record): la prima auto solare ad aver percorso 1000 km in meno di 12 ore con una sola carica (2).
Se la mobilità a sola propulsione solare richiederà però ancora tempo per poter essere introdotta su larga scala, il fotovoltaico come supporto aggiuntivo e al fine di prolungare l’autonomia dei veicoli elettrici e la vita delle batterie è invece una soluzione già percorribile e altamente efficace per ridurre i costi.
Se pensiamo al trasporto merci su strada, l’applicazione di pannelli fotovoltaici sui mezzi può contribuire a soddisfare necessità diverse, dagli impianti più estesi come quelli che ricoprono i tetti dei rimorchi, impiegati per alimentare ad esempio le unità refrigeranti, a quelli più contenuti posti sullo spoiler della motrice per mantenerne carica la batteria. Il funzionamento resta in ogni caso il medesimo, i pannelli collegati a una batteria e a un regolatore di carica producono e permettono di “auto-consumare” energia elettrica con il duplice vantaggio di risparmiare carburante e prolungare la vita utile delle batterie. Il che, in definitiva, significa meno inquinamento ambientale e minore spesa: l’autotrasporto diventa quindi più sostenibile e competitivo.
Nei mezzi di trasporto a energia solare vengono impiegati i pannelli fotovoltaici flessibili (spessi meno di 2 millimetri e pesanti circa 2,5 kg al metro quadrato per quelli prodotti da Solbian), che rispetto ai tradizionali in vetro risultano maggiormente resistenti alle sollecitazioni meccaniche e molto più leggeri e sottili, così da non alterare l’aerodinamica dei veicoli e rispettarne le altezze massime consentite.
Se il funzionamento di un pannello fotovoltaico, come precedentemente descritto, può risultare di per sé piuttosto intuitivo, in fase di progettazione, dimensionamento e installazione del sistema solare sono però molteplici gli elementi da considerare. Tipologia del mezzo, destinazione d’uso e percorsi effettuati possono portare a soluzioni molto diverse fra loro e per questo è sempre necessaria una consulenza tecnica allo scopo di comprendere a fondo le esigenze di ciascun veicolo e creare la soluzione più idonea.
Il quadro normativo
Se i vantaggi ambientali ed economici non fossero incentivi sufficienti per scegliere il trasporto a energia solare, ci ha pensato l’Unione Europea a rendere il tema ancor più interessante. Attraverso la definizione di obiettivi vincolanti sulle emissioni di CO2, l’UE ha chiaramente indicato la strada da intraprendere nei prossimi decenni per contenere l’inquinamento ambientale.
Quando si parla di mobilità, l’elettrificazione è oggi la soluzione più percorribile per raggiungere gli obiettivi prefissati nel 2015 con l'Accordo di Parigi, che prevede, entro il 2050, di mantenere l’aumento della temperatura media globale ben al di sotto di 2 °C (1,5 °C il target ideale) rispetto ai livelli preindustriali. (3)
Per quanto riguarda i veicoli pesanti poi, al fine di incrementare la presenza di mezzi meno inquinanti, l’Unione Europea ha previsto un apposito meccanismo di incentivazione costituito da supercrediti per i periodi di riferimento dal 2019 al 2024. A questi si aggiunge un sistema di credito basato su una soglia di riferimento per la quota di veicoli pesanti a zero e basse emissioni nel parco veicoli di un costruttore dal 2025 in poi, con una soglia di riferimento fissata al 2 %. (4)
Sempre nell’ottica di ridurre il proprio impatto ambientale, inoltre, l’UE ha definito i livelli di prestazione in materia di emissione di CO2 dei veicoli pesanti attraverso il regolamento 2019/1242 (5), con ulteriore proposta di revisione avanzata lo scorso 14 febbraio (6) per inasprire i target stabiliti dal 2030 in poi. Si passerebbe quindi, in caso di approvazione, da un taglio di CO2 del 30% al 45% per il 2030, - 65% al 2035 fino a una riduzione del 90% per il 2040.
Vincoli che i costruttori dovranno rispettare per non incorrere in sanzioni finanziarie sotto forma di indennità e per i quali i pannelli solari flessibili possono rappresentare un importante contributo, andando a rispondere alle sfide dell’autotrasporto moderno che vuole ottimizzare i propri consumi per ragioni di sostenibilità ma anche di competitività.
“Mettere un sistema fotovoltaico sul camion costa troppo!”: non è vero!
La più classica delle obiezioni, nel nostro settore, è che la tecnologia sia troppo costosa.
Non lo è più.
Per quanto sia difficile dire quanto costi un sistema a energia solare senza aver fatto prima una valutazione specifica, certamente la tecnologia fotovoltaica non è mai stata così accessibile come oggi. Il prezzo varia caso per caso, in base al livello di personalizzazione e alla configurazione dell’intero impianto, compresa la parte elettronica che incide sul totale ma possiamo fare delle stime. Abbiamo infatti calcolato un ROI di circa 4 anni.
Dal momento che le installazioni sono tutte custom, abbiamo creato un sistema di configurazione per farti avere un’idea dell’investimento.
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Bibliography
- https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse#Specifications_2
- https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/ev-record-breakers-sunswift-7-goes-1000km-single-charge-world%E2%80%99s-best-time
- Paris Agreement
- https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/LSU/?uri=CELEX:32019R1242
- https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/HTML/?uri=CELEX:32019R1242&from=EN
- https://climate.ec.europa.eu/eu-action/transport-emissions/road-transport-reducing-co2-emissions-vehicles/reducing-co2-emissions-heavy-duty-vehicles_it
