Al giorno d’oggi, dove in qualsiasi ambito si fa sempre più attenzione alla quantità di risorse impiegate per raggiungere un obiettivo prefissato, la parola efficienza è sempre più utilizzata. Lo sviluppo dell'elettrificazione nel mondo automotive ha dato ancor più risalto a questo termine che indica, nel caso della ricarica elettrica, la capacità del sistema di fornire alla batteria, attraverso tutti i dispositivi utilizzati nel processo, la stessa potenza in uscita dalla rete di distribuzione limitando al massimo le perdite dovute al calore o alle trasformazioni da corrente alternata a corrente continua.
A proposito di efficienza elettrica
Partendo dal presupposto che, in generale, il valore dell’efficienza o del rendimento, è sempre minore di 1, tranne in alcuni casi limite, abbiamo affrontato questo argomento con uno dei principali leader del mercato italiano della ricarica elettrica Enel X, cercando di approfondire in maniera un po’ più dettagliata quali possono essere i principali elementi che intervengono nel processo di ricarica e come si comportano in termini di efficienza e dispersione di energia.
Dal cavo ai blocchi di conversione
La ricarica elettrica può avvenire principalmente in due modi: tramite corrente alternata utilizzando la classica rete di distribuzione elettrica oppure tramite corrente continua. La principale differenza tra le due è il posizionamento del blocco di conversione AC/DC (il principale elemento che caratterizza la dispersione di energia nel processo di ricarica) che trasforma la corrente da sinusoidale non stabile nel tempo in una corrente stabile nel tempo.
Nel caso della ricarica in corrente alternata questo elemento si trova direttamente all'interno della vettura mentre nel secondo caso viene posto all'interno della colonnina fast charge direttamente da chi fornisce l’infrastruttura di ricarica. Anche il cavo ricopre un ruolo fondamentale nella ricarica trasportando il flusso di elettroni dalla rete alla batteria della vettura e il blocco di conversione DC/DC che viene utilizzato per modificare i parametri in uscita dal convertitore AC/DC per equilibrarli ai parametri della batteria da ricaricare.
La lunghezza è fondamentale
Andando più nello specifico e parlando anche di numeri i cavi di ricarica, in considerazione della limitata lunghezza (3-5 metri circa) e della sezione adottata hanno un rendimento, o efficienza, del 99%. L’effetto Joule, che definisce la dispersione dell’energia dovuta dalla produzione di calore, viene smorzato nella fase di progettazione grazie ad uno studio approfondito di materiali e dimensioni.
Sicuramente la lunghezza contenuta del cavo tra veicolo elettrico e stazione di ricarica determina questo scenario favorevole: infatti i cavi di ricarica hanno una lunghezza inferiore ai 7 metri. Il discorso cambia completamente quando si considera la distanza tra il punto presa della rete di distribuzione e la stazione di ricarica con distanze che possono arrivare a decine di metri rispetto alle quali occorre lavorare in fase di progettazione in modo opportuno sul dimensionamento e la scelta dei materiali.
Il cuore della ricarica
I blocchi di conversione AC/DC, che sono il cuore della ricarica elettrica, vengono costruiti nella maggior parte dei casi in moduli di carburo di silicio SI-C per aumentare al massimo la loro efficienza che si attesta intorno al 96-98%. Si può dire che la quantità di energia che arriva all’interno delle batterie dipende principalmente da questo elemento che come dicevamo prima, in base al tipo di ricarica, può essere posizionato o nell'infrastruttura o all'interno della vettura.
A questi si aggiungono i blocchi di conversione DC/DC che hanno un’efficienza confrontabile allo stadio AC/DC e che, posizionati all'interno della vettura, vanno ad adattare i principali parametri della corrente elettrica a quelli della batteria per una ricarica senza problemi.
Fotogallery: Quanta energia si disperde in ricarica?
