In Svezia potrebbero aver fatto dei grossi passi in avanti per cambiare il modo di fare il pieno: una tecnologia ad induzione agli albori ma promettente
“È possibile avere un sistema di ricarica per il traghetto sul molo che entra in funzione durante la salita e la discesa dei passeggeri, in modo automatico e attivandosi tra le 30 e le 40 volte al giorno”: lo spiega il professore di ingegneria dei sistemi elettrici Yujing Liu della Chalmers University of Technology di Göteborg, in Svezia. Il sistema di ricarica elettrica senza cavi – che lui e i ricercatori del suo gruppo hanno pensato, realizzato e sono pronti a produrre a livello commerciale – potrebbe cambiare il nostro modo di utilizzare i mezzi elettrici di ogni genere. In particolare, può essere un antidoto alla questione delle lunghe tempistiche di ricarica dei mezzi commerciali.
La ricarica a induzione, quel sogno ancora non realtà
Non è la prima volta che si parla di carica senza fili dei mezzi elettrici. Si è, ad esempio, pensato a strade che ricaricano i veicoli mentre questi le percorrono. Proposte che, però, nella maggior parte dei casi faticano ad avere solide basi tecnologiche e legislative che ne garantiscano la fattibilità.
La tecnologia pensata in Svezia potrebbe cambiare tutto questo. Un po’ come succede per gli spazzolini elettrici e i più recenti modelli di smartphone, anche le auto elettriche e le navi potranno essere ricaricati senza mani umane o robotiche.
Come funziona la ricarica wireless di Chalmers
Qualcosa di simile al caso dei fornelli a induzione, la cui corrente riscalda il cibo in pentole e padelle, con la differenza che in questo caso non c’è bisogno di creare calore, quanto di ricaricare una batteria a bordo del mezzo: la ricarica a induzione invia energia alla bobina che si trova a bordo del veicolo, che a sua volta la converte in corrente elettrica.
Per qualsiasi tipo di ricarica a induzione, in ogni caso, c’è bisogno di un basso raggio di azione. Per questo motivo la distanza tra il mezzo e il sistema deve essere poca – per la tecnologia della Chalmers University sono infatti 15 centimetri di aria – così da permettere alla corrente di spostarsi senza conduttori, attraverso aria, acqua e altri materiali non metallici. La tecnologia si basa sulla combinazione tra semiconduttori ad alta potenza a base di carburo di silicio e vere e proprie “corde” di rame per la conduzione, composte da 10.000 finissime fibre di rame.
Perché ora è possibile farla in grande
Finora, però, non è stato facile trovare materiali che operassero ad alte frequenze. Il prodotto pensato dagli studiosi, infatti, ricarica fino a 500 kW, un numero ben lontano rispetto alle soluzioni ad induzione che conosciamo (intorno ai 20 kW), perciò con risultati sulla carta promtettenti sui veicoli.
È la frequenza del campo magnetico, infatti, a limitare la quantità di elettricità trasportata attraverso di esso. Avere accesso ai ‘componenti SiC’, ovvero materiali basati su carburo di silicio presenti anche nei veicoli elettrici, ha sicuramente cambiato le carte in tavola: “Ci permettono di usare voltaggi, temperature e frequenze di commutazione molto più alti, se paragonati ai componenti tradizionali”, ha spiegato ancora Liu.
Le già citate corde di rame – dette “cavi di Litz” – presenti nelle bobine e che contano migliaia di fibre di rame fini quanto un capello, permettono proprio di gestire voltaggi così alti e, dunque, evitare dispersione di corrente.
Grazie a questi due nuovi materiali, senza i quali gli studiosi non sarebbero potuti arrivare a questi risultati, si può dire che il nuovo tipo di ricarica ha il potenziale, ancora da esplorare, di diventare efficiente quasi quanto quello via cavo: “La differenza è così poca – sostiene il professor Liu – che è praticamente trascurabile. Si parla dell’1 o 2%”.
Chi può beneficiare della ricarica wireless?
Per quanto si tratti di una tecnologia molto attraente e in grado di risolvere parte delle “noie” di chi possiede un EV, coloro che guidano un’auto elettrica probabilmente non saranno i principali utilizzatori di questo sistema. Se le automobili sono parcheggiate il 95% del tempo, infatti, i mezzi commerciali no: trovandosi in costante movimento, aspettare troppo tempo per una ricarica non è efficiente. Insieme alla sempre maggiore potenza e velocità dei sistemi di high power charging offerti dagli operatori, queste nuove tecnologie possono avere un ruolo utile per accompagnare la transizione.
Potrebbero beneficiarne sicuramente, sostengono i ricercatori, i veicoli autonomi impiegati nell’industria (come nelle miniere) e in agricoltura, ed in futuro i mezzi dediti al trasporto marittimo. “Più in generale, questo strumento può rendere più rapida la transizione da mezzi a diesel (in particolare per quanto riguarda le navi) a quelli elettrici”.
Immagine di copertina: il professore Yujing Liu presenta la sua tecnologia (Chalmers University)
