Pannelli solari sul tetto della macchina

Ho ricevuto tantissime lettere durante le feste, e ho pensato che a qualcheduna potrei rispondere sul blog. La prima riguarda in fondo la comune perplessità su perché le macchine elettriche non decollano.

Ciao Anna,

…sarebbe fattibile costruire un’automobile con un pannello solare sopra il tetto, collegato con un accumulatore che possa immagazzinare parecchia energia per i momenti in cui non vi sia molto sole? La mia idea era quella di coinvolgere gli operai degli stabilimenti FIAT che sono stati chiusi per creare un’auto rivoluzionaria ecologica prezzi competitivi (o quasi) e risolvere, così, 3 problemi: avere del personale già qualificato per la costruzione dell’auto, risolvere il problema del licenziamento di tali operai e salvaguardare l’ambiente. Cosa ci vuole, dal punto di vista burocratico, per realizzare una simile idea? Solo il brevetto? Ho visto un video interessante di un’auto ecologica ad aria compressa. Quest’auto è già brevettata! Cosa ne impedisce la commercializzazione?

Grazie anticipatamente

XXX

Per costruire una macchina revoluzionaria ci vogliono anni di ricerca, ingegneri di grande esperienza – purtroppo gli operai non sono qualificati, e miliardi di euro. Macchine non sono piastrelle, non basta creare una cooperativa, distribuire il rischio sui partecipanti e riprendere il lavoro.

Se non ci sono macchine elettriche con il pannello solare sul tetto è perché il pannello solare non rende abbastanza elettricità per far girare le ruote della macchina. I moduli più prestanti in commercio hanno un’efficienza del 20% per una densità energetica di 140 W/m2. Se dovesse funzionare perfettamente per 24 ore ci rende 140 * 24 * 02 = 672 Wh, ovvero 0,7 kWh.

700 Wh bastano giusto per tenere accesa la lampadina di 100W per sette ore.

La macchina elettrica quanto consuma? Non so. Andiamo a vedere. Quattroruote mi da 7 risultati per “Auto nuove – Alimentazione elettrica”, dalla Renault Fluence Z.E. Prime Time con un’autonomia di 185 km a 27.000€, alla Tesla Roadster Sport, che non specifica l’autonomia, a 110.000€.

Faccio un paio di conti sulla Renault, che più della Tesla, macchina per persone senza problemi di scelta, dovrebbe fungere da sostituto, questo concetto tanto amato dall’economia occidentale, per le macchine a combustione fossile. La Renault Fluence Z.E. ha un’unità di trazione elettrica di 70 kW (95cv), alimentato da un gruppo di batterie agli ionio di litio di 22 kWh. L’autonomia di 160 km secondo Wikipedia che smentisce il dato Renault di 185km, dovrebbe andare bene per la maggioranza dei lavoratori italiani.

160 km ci permette di fare 80+80km al giorno, per poi ricaricarla durante la notte, da una qualsiasi presa in casa a 230 V/16A. Se si ha il solito contratto a 3 kW, e se non ci sono luci e lavastoviglie ed altro accese, bastano 7,5 ore per ricaricarla.

Ma con il pannello solare di sopra? Abbiamo un consumo di 22 kWh/160 km = 0,14 kWh/km. 0,7 kWh ci portano 5km.

Ma se la copriamo tutta di pannelli?

22 kWh / 0,7 kWh = 31. Ci vorrebbero 31 pannelli di 1 m2 ciascuna sopra il tetto della macchina. La Renault Fluence Z.E. ha una superficie perpendicolare ai raggi solari di 8,5 m2.

Con questo ho risposto parzialmente alla domanda del lettore. Un pannello solare sul tetto basta giusto per l’autoradio.

16 responses to “Pannelli solari sul tetto della macchina”

  1. andreaX says :

    Senza farsi bene i conti è facile cadere in errori di valutazione ed in facili entusiasmi.
    Sicuramente ricoprire un auto elettrica di pannelli solari darebbe un contributo netto alla ricarica dell'energia dell'auto stessa, oltretutto se teniamo conto del fatto che in genere l'auto si usa per andare al lavoro, e quindi rimane parcheggiata sotto il sole per parecchie ore prima di riusarla, il vantaggio aumenta ancora.
    A conti fati però, con le attuali tecnologie fotovoltaiche, la ricarica di energia ottenuta basterebbe a fare pochi chilometri.
    Però, come abbiamo detto prima, è pur sempre tanto di guadagnato, la strada da percorrere sicuramente è questa.
    La considerazione di fondo è la seguente: l'auto elettrica va ad energia elettrica, l'energia elettrica non è una fonte primaria di energia ma si ricava a partire da una fonte che primaria invece lo è.
    Stesso discorso per l'aria compressa, essa è un vettore energetico, al pari dell'elettricità immagazzinata dentro le batterie, deve essere prodotta a partire da qualcosa di preesistente.
    Pertanto, per come la vedo io, la diffusione delle auto elettriche da un vantaggio all'ambiente ed alla sostenibilità solo a condizione che esse vengano ricaricate grazie alle energie rinnovabili, altrimenti non abbiamo risolto nessun problema energetico, ma abbiamo semplicemente spostato il problema dell'uso del petrolio come carburante dentro i motori a combustione con quello della generazione di energia elettrica in più nelle centrali per muovere le auto elettriche: poco o nessun vantaggio.
    Viceversa se ipotizziamo un sistema organizzato ad esempio con tettoie fotovoltaiche dove ricarciare le automobili, oppure miniturbine eoliche sui tetti delle auto parcheggiate, fonti di energia rinnovabile a casa dei proprietari delle automobili elettriche ecc. ecc. allora la cosa funzionerebbe.

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  2. marco says :

    per motivi “ideologici” oltre che pratici le barche a vela da decenni tentano di assicurare la ricarica delle batterie o almeno la ventilazione degli interni da fermo con pannelli solari
    ho visto decine di questi apparati da quando navigo e posso assicurare che al di la' del costo da amatore, oggi nessuno skipper esperto considera il tutto nulla piu' che un gadget
    il miglior commento che ho sentito da utilizzatori sperimentati ed inizialmente entusiastici è stato “male non fa”…………..
    …e parliamo di generare una frazione minima della corrente elettrica che sarebbe necessaria al moto…
    vero dramma della cosa è che oltre a generare poco già da nuovi i pannelli perdono progressivamente efficienza con gli anni, esattamente come le batterie, dopo 20, massimo 25 anni sono praticamente “defunti” quindi già dopo 10 anni servono quasi solo a fare ombra…

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  3. andreaX says :

    In sintesi ricoprendo l'automobile dell'esempio completamente di pannelli solari e lasciandocela per circa otto ore sotto il sole abbiamo ottenuto una ricarica sufficiente a fare circa 4 Km.
    I costosi pannelli solari usati nel astronautica hanno efficienza più elevata, mi sembra attorno al 33%, in laboratorio il record assoluto è stato del 43%, quindi anche utilizzando il meglio della tecnologia attuale miglioriamo di poco (5 o 6 km al max).
    Però, come accennavo prima, se aggiungessimo all'auto parcheggiata una miniturbina eolica?.
    Vandali e ladri a parte lasciando la macchina parcheggiata all'aperto di notte avrebbe parecchie ore a disposizione per ricaricarsi col vento. Opuure che vi al lavoro la lascia parcheggiata sotto il sole e sotto l'azione del vento per sommare i due effetti assieme.
    Qui i calcoli diventano più complicati perchè il vento varia molto da zona a zona, io ad esempio che abito ai castelli romani ho a mia disposizione un vento debole ma costante.
    Supponendo un vento costante di 5 km/h in 8 ore quanta autonomia in più avrei guadagnato?

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  4. Anonymous says :

    Abbiamo un consumo di 22 kWh/160 km = 0,14 kWh/km. 0,7 kWh ci portano 500 metri.

    se 0,14 kwh ti permette di fare 1 km, con 0,7 kwh dovresti fare 5 km. Sbaglio?
    Giorgio

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  5. oronero says :

    Giusto! correggo.

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  6. marco says :

    ben poco, in relazione allo scarso vento reale captabile a quota strada (sembra poco 5 km/h ma sono quasi 10 knt che ti assicuro in mediterraneo vediamo continuativi raramente in mare aperto)

    pensa poi ai costi, per quanto prodotta in grande serie la ventolina deve avere una parte elettrica di regolazione e conversione piuttosto costosetta (c'è molto rame)

    ci deve essere anche una efficace frizione di frenatura altrimenti una raffica eccessiva la schianta (c'è un bel filmato su youtube di una grande pala eolica scozzese che sotto raffica esplode e si incendia mentre le altre tengono perchè a quella si era bloccata la elettromeccanica di regolazione)

    tanto è vero che nessuno si sogna di venderne una piccola da mettere sul tetto o sulla terrazza (dove sarebbe ben più produttiva)

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  7. marco says :

    si, ma quanto costa? secondo miei calcoli spannometrici basati sui pannelli di grande serie per impianto fisso saremmo almeno a 5.000€ + iva

    considerando che li' si istalla sul piano e invece sulla automobile si deve sagomare forse perdiamo il 40% di efficienza e aumentiamo del 40% almeno i costi senza contare che il tutto deve essere idoneo a sopportare le vibrazioni e gli scuotimenti del veicolo in moto

    veicolo che poi devo sempre parcheggiare in strada e non in garage se no non carica…

    sarebbe molto piu' razionale fare semmai i posti macchina esterni con il tetto a pannelli

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  8. oronero says :

    Un garage rivoluzionario 😉

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  9. Carlo says :

    La Toyota Prius, famosa auto ibrida con motore a benzina/elettrico, ha come optional il tettuccio ricoperto di pannelli solari.
    Ma come dice giustamente Anna, l'energia prodotta non è sufficiente per alimentare la motorizzazione del veicolo.
    Serve solo per stemperare un po' l'abitacolo quando in estate la macchina viene parcheggiata sotto il sole. Serve per evitare quindi di trovarsi in un forno quando poi si risale a bordo.
    Per carità, è già qualcosa, ma siccome questo optional costa qualche migliaio di euro, di fatto non ne ho mai visto uno in giro, ma solo dal concessionario.

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  10. Stjopa70 says :

    Volevo solo precisare che i pannelli fotovoltaici dopo 25 anni forniscono una produzione almeno dell'80% di quella iniziale (garantito dal costruttore). Sono quindi “quasi nuovi” e non defunti.

    Ciao.

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  11. Stjopa70 says :

    L'eccezionalità del fotovoltaico si fonda proprio sulla possibilità di scalare in grande o in piccolo un impianto a piacimento senza problemi di costo o tecnologici. La sua forza è quindi la diffusione estesa di piccole superfici attive… ogni impianto sembra poco, ma tutti insieme fanno la differenza.
    Ipotizzando un futuro parco macchine interamente elettrico, se in Italia 50 mlilioni di generici veicoli montassero in media 2 m2 di pannelli in piano al rendimento del 20%, si otterrebbe una potenza installata di 20 GW di picco.
    Anche se certamente non efficienti come un impianto fisso, ipotizziamo un'esposizione dimezzata per via delle abitudini del conducente, dei garage, delle ombre, ecc…, ottengo una produzione di 10-12 TWh/anno ( tanto quanto un EPR da 1,6 GW che i francesi volevano rifilarci), produzione convogliata direttamente nelle batterie dei veicoli senza passare per la rete.
    Ai costi attuali non sembrerebbe conveniente installare perdendo metà produzione, ma tra qualche anno potrebbe essere sensato. Non dimentichiamoci che in un motore a scoppio sprechiamo l'80% del combustibile ogni giorno da sempre e senza battere ciglio!

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  12. Mario I. says :

    Attenzione: oggi esistono soluzioni (ad esempio adottate sulle barche) di moduli flessibili anche con silicio cristallino (+ efficiente del film sottile). http://www.solbian.it
    Quindi, una soluzione sui tettucci degli abitacoli esiste senza dover “risagomare” il profilo delle auto. Cmq, il problema della energia sufficiente alla ricarica ed alla mobilità certamente esiste, ma è indubbio che queste soluzioni di moduli flessibili e rimovibili possono consentire di ricaricare le batterie e consentire che, ad esempio, il clima assorba corrente solo dalle batterie e non anche dal motore, aumentando così le efficienze di rendimento dei motori con carburante fossile.
    Ma c'è di più: la Opel e la Chevrolet stanno per commercializzare “auto elettriche ad autonomia estesa”, ovvero auto elettriche, a trattazione esclusivamente elettrica, ma che hanno anche un motore classico a benzina che si avvia quando il livello delle batterie raggiunge la carica del 20%, funzionando come un normale generatore elettrico. L'autonomia di queste auto è dei classici 120 Km con la solabatteria, di 500 Km con anche il generatore elettromeccanico, diciamo. Il consumo dichiarato è di 1,4 L x 100 Km, ed è plausibile poichè il motore funziona a giri al minuto standard (poichè solo come generatore di energia meccanica che viene trasformata in elettrica) e a rendimenti molto più efficienti (un'auto normale, a trazione meccanica, disperde circa il 60-70% della sua energia sulla strada… e non per muoversi).
    Significa, tutto questo, che la tecnologia (a prezzi di 40.000 euro) esiste, si potrebbero utilizzare auto elettriche per andare a lavorare e fare i classici 40 + 40 al giorno, e se si deve andare in vacanza in auto, ci si può fermare ogni 450-500 Km per fare un piccolo pieno di 10 lt di benzina. Ovvero, oggi è già possibile viaggiare con 1/10 di benzina necessaria per percorrere la stessa distanza.

    Oronero, è proprio il caso di dirlo…oltretutto sprecato, poichè le fonti energetiche provenienti dal petrolio potrebbero essere più efficaciemente ed efficientemente utilizzate, invece che sprecate nella trazione. Ma credo che nel giro di 5-10anni il futuro dell'auto sarà solo con AUTO ELETTRICHE AD AUTONOMIA ESTESA

    CIAO

    m

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  13. Anonymous says :

    questo lo dicono adesso, ne riparliamo fra 25 anni?

    pannelli solari se ne fanno dagli anni '60, tutti quelii di 20, 15 e 10 anni fa, certo realizzati con tecnologie diverse dalle attuali, sono in quelle condizioni che dicevamo..e ti va di andare a vedere cosa dicevano allora i costruttori?

    comunque intendiamoci, mi piacerebbe molto che avessero ragione

    come mi piacerebbe fidarmi delle possibilità dei nuovi tipi di accumulatori, ma sono decenni che ce li magnificano e poi hanno sostanzialmente gli stessi problemi di quelli che li hanno preceduti, magari con piu' capacità, ma a costi piu' alti

    temo che in entrambi i settori siamo di fronte ad un problema fisico, non tecnologico, in pratica siamo alla base dell'asintoto

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  14. Anonymous says :

    se quello è il futuro dobbiamo ripensare la società perche' oggi auto da 40.000€ se le puo' permettere un automobilista su cinque e quando otto auto su dieci non circolano saltano anche l'80% dei soldi che lo stato prende dall'auto

    prepararsi quindi a tasse all'80% dello stipendio……….e a passare la vita a fare da tassisti per i parenti rimasti senza auto ma che devono andare al centro commerciale lo stesso…

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  15. Danio says :

    Non è del tutto corretto il ragionamento se si valuta il tetto a pannelli solari come semplice fonte di ricarica alternativa della batteria. Se la macchina resta parcheggiata al sole per 9-10 ore durante l'orario lavorativo, il pannello solare produce energia per circa 7KWh. Il pannello solare inoltre potrebbe aumentare di dimensioni se si prevedesse un meccanismo che estende il tetto lungo l'asse longitudinale della macchina, fino a raddoppiarne la superficie. Questo utilizzando semplici meccanismi già operativi per i tetti apribili di molte macchine cabriolet… Inoltre avrebbe l'effetto di coprire i vetri anteriori e posteriori riducendo l'aumento di temperatura dell'abitacolo. In questo caso la ricarica porterebbe fino a 14 KWh di energia. Nel primo caso, utilizzando i numeri dell'esempio, stiamo parlando di 50km di autonomia nel secondo di 100Km. Ora per la maggior parte degli italiani già il primo caso sarebbe sufficiente per garantire il viaggio di ritorno a casa, ovvero in altre parole stiamo parlando di dimezzare i costi di trasporto. Facciamo un esempio con la benzina al prezzo di 1,90 di oggi aprile 2012. Con una macchina che fa i 12km/l in ciclo urbano, 50 km ci costano 7,92€ al giorno, 174€ al mese (weekend esclusi)! Se uno considera in 7 anni la vita di una macchina e un periodo di pieno sole pari al 60% stiamo parlando di circa 9.000€!!! Se per voi non è conveniente….

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  16. Ottavio Boia says :

    Parlate come se in Italia ci fosse sempre il sole a picco di mezzogiorno, come se non piovesse mai, come se vivessimo in mezzo al deserto senza ombra nel raggio di 50 km e infine con la gente disposta a spendere 40.000 euro per un'automezzo, quando già ora come ora si fa fatica ad arrivare a fine mese con l'auto presa usata e l'impianto a Gpl.
    Ma che cavolate sparate? Vivete dell'italia del 2012 o nel mondo delle favole?

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