È possibile ricaricare i veicoli elettrici utilizzando esclusivamente l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico di casa?

La mobilità elettrica e l’installazione di impianti fotovoltaici in contesti residenziali possono velocizzare il percorso verso la decarbonizzazione sia del settore dei trasporti che dell’energia elettrica, cosiddetti “hard-to-abate”, e cioè considerati tra quelli che più provocano emissioni inquinanti.

In Svizzera, paese che mira a raggiungere la neutralità climatica entro i prossimi trent’anni con la propria Strategia climatica 2050, l’utilizzo dell’energia fotovoltaica sta crescendo notevolmente (ricopre già il 5% del consumo di elettricità a livello nazionale) così come la mobilità elettrica, con la presenza di veicoli ibridi ed elettrici che è in forte aumento.

Nell’ottica della decarbonizzazione congiunta della mobilità e della produzione di elettricità, un team di ricerca del Politecnico Federale di Zurigo (ETH Zurich) si è chiesto se fosse possibile ricaricare i veicoli elettrici tramite l’energia elettrica prodotta dai pannelli fotovoltaici installati sui tetti delle abitazioni.

Per un periodo di 10 mesi,  i ricercatori hanno osservato il campione, composto da 78 utenti che utilizzano veicoli elettrici che per lo più vengono ricaricati presso stazioni di ricarica domestica con l’elettricità di rete, e che per la maggior parte vivono in case unifamiliari, al fine di ottenere dati reali sul loro comportamento.

Per quanto riguarda i dati sulla generazione fotovoltaica, ricavati tramite la modellazione virtuale, il team dell’ETH Zurich ha simulato che tutte le abitazioni fossero dotate di un impianto fotovoltaico con potenza di picco da 5 e 25 kW, ipotizzando che l’energia fotovoltaica sarebbe stata usata principalmente per caricare il veicolo elettrico, e che la potenza di carica massima fosse di 11 kW.

Tenendo conto anche di numerosi fattori esterni, come dati metereologici e ombre, è stato calcolato il potenziale rendimento dell'energia solare, e così è stata ottenuta una stima dettagliata del potenziale di generazione solare proveniente dai tetti fotovoltaici delle singole case. Sulla base di questo modello di calcolo, i ricercatori svizzeri sono stati in grado di determinare quanta energia fotovoltaica era disponibile per ciascun proprietario di un'auto elettrica in un dato momento per caricare il proprio veicolo.

Mobilità elettrica e fotovoltaico residenziale si possono davvero coniugare? 

Nello studio dell'ETHZ, in fase di analisi sono state testate 4 diverse strategie di ricarica, in ciascuna delle quali i ricercatori hanno calcolato la proporzione di energia fotovoltaica domestica necessaria per caricare le auto elettriche senza apportare alcun cambiamento nel comportamento relativo alla mobilità degli utenti.

La prima strategia ha portato a risultati deludenti: ha dimostrato infatti che solo il 15% del fabbisogno annuale di elettricità è stato soddisfatto dall'energia fotovoltaica, mentre il resto è stato fornito dalla rete elettrica.

Maggiore soddisfazione ha portato la seconda strategia, perché un semplice controllo intelligente (quindi con la ricarica controllata) assicurava che la batteria fosse caricata ogni volta che era disponibile l'energia fotovoltaica domestica: in questo modo,  il 56% del fabbisogno di elettricità è stata soddisfatta con l'energia fotovoltaica domestica, senza necessità di stoccaggio temporaneo.

Con la terza strategia di ricarica si è notato che, se il potenziale del controllo intelligente viene sfruttato in modo coerente, i veicoli elettrici possono persino essere ricaricati con l'energia fotovoltaica domestica fino al 90% delle volte. E se la potenza fotovoltaica viene stoccata all’interno di un accumulatore, come sperimentato nella quarta strategia di ricarica, i veicoli possono essere guidati quasi esclusivamente utilizzando l'energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico.

La ricerca del Politecnico Federale di Zurigo ha quindi dimostrato che è possibile che un impianto fotovoltaico residenziale produca abbastanza energia da poter anche ricaricare un’auto elettrica, ma i ricercatori non si vogliono fermare qui: il gruppo infatti è già al lavoro per prevedere il rendimento fotovoltaico e il comportamento degli utenti in modo ancora più accurato, per migliorare ulteriormente gli ottimi risultati fino ad ora ottenuti.