Chi si impegna per la sostenibilità vuole però sapere da dove proviene l’elettricità utilizzata per caricare la propria auto. La Svizzera produce quasi esclusivamente elettricità rinnovabile ma una parte della corrente che esce dalle nostre prese arriva dall’estero ed è quindi in parte prodotta in centrali a carbone che emettono enormi quantità di CO2.
Una soluzione possibile: caricare l’auto con l’elettricità prodotta dai pannelli solari piazzati sul tetto di casa. Se però l’impianto fotovoltaico domestico non dispone di un accumulatore, si pone subito un problema: durante il giorno, quando il sole splende con maggiore intensità, utilizziamo l’auto per spostarci. La domanda centrale è quindi: a quali condizioni è possibile caricare un’auto elettrica con i pannelli solari di casa senza dover modificare la propria routine giornaliera?
La luce serale e mattutina è sufficiente
I ricercatori dell’istituto di cartografia e geoinformazione del Politecnico federale di Zurigo hanno deciso di affrontare la questione e sono arrivati a una risposta sorprendente: un’auto elettrica può essere alimentata per la maggior parte con energia solare anche quando viene ricaricata solo la sera e la mattina. La chiave è installare un impianto di ricarica smart.
Lo studio ha analizzato quattro differenti scenari. Nel primo, l’auto viene collegata solo quando il proprietario è a casa. Nessuna sorpresa: «In questo caso, l’energia solare utilizzata è quasi nulla», spiega Henry Martin, dottorando e membro del team di ricerca. Il motivo? Le auto elettriche si ricaricano molto in fretta e prendono la corrente laddove è disponibile, quindi dalla rete invece che dall’impianto solare.
Diversa la situazione nel secondo scenario che prevede l’impiego di un sistema di ricarica smart: questo sistema limita la velocità di ricarica e dà la precedenza all’elettricità prodotta dall’impianto solare. «Abbiamo stabilito che in questo modo è possibile ricaricare l’auto fino al 56 per cento con energia solare grazie alla luce serale e mattutina», spiega Martin. La cifra si riferisce ai dieci mesi durante i quali sono stati rilevati i dati. Le differenze stagionali sono naturalmente notevoli, spiega Martin.
Un impianto solare proprio è perfetto allo scopo
Nel terzo scenario viene invece utilizzato un impressionante 90 per cento di energia solare: avendo il coraggio di viaggiare anche con la batteria quasi scarica ricaricandola solo quando l’energia solare è disponibile, è possibile alimentare l’auto quasi solo con energia prodotta dal proprio impianto fotovoltaico. «Le persone sopravvalutano l’energia che consuma un’auto elettrica durante una settimana», spiega Martin. I partecipanti allo studio hanno percorso in media circa 250 chilometri in una settimana con l’auto elettrica.
Il quarto scenario, che prevede l’utilizzo di un accumulatore, permette di alimentare l’auto al cento per cento con energia solare. I benefici non sono tuttavia così elevati a causa delle emissioni di CO2 generate dalla produzione dell’accumulatore stesso.
Martin vede due possibili utilizzi dello studio: per i proprietari di un’auto elettrica dimostra che è sensato installare un sistema di caricamento smart appaiato a un impianto fotovoltaico proprio, anche senza accumulatore. Per i produttori di sistemi di ricarica smart, lo studio è invece uno sprone per sviluppare ulteriormente questi sistemi in modo che tengano ad esempio in considerazione anche le previsioni del tempo.
Wer umweltbewusst unterwegs ist, will wissen, mit welchem Strom das Auto geladen wird. Zwar produziert die Schweiz fast ausschliesslich erneuerbaren Strom. Ein Teil des Safts, der aus der Steckdose fliesst, kommt aber aus dem Ausland – und damit unter anderem von CO2-intensiven Kohlekraftwerken.
Eine mögliche Lösung: Ich lasse das Auto von der Solaranlage auf dem eigenen Dach laden. Sobald ich jedoch eine Photovoltaik-Anlage ohne Zwischenspeicher betreibe, stehe ich vor einem Problem: Just tagsüber, wenn die Sonne am stärksten scheint, bin ich oft unterwegs. Die spannende Frage lautet deshalb: Unter welchen Bedingungen liesse sich ein E-Auto trotzdem mit eigenem Solarstrom laden, ohne dass das eigene Fahrverhalten umgestellt werden muss?
Abend- und Morgenlicht reicht aus
Diese Frage hat sich auch ein Forscherteam des Instituts für Kartographie und Geoinformation an der ETH Zürich gestellt – und ist zu einem überraschenden Schluss gelangt: Ein E-Auto lässt sich zu einem grossen Teil mit Solarstrom füttern, selbst wenn es nur abends und am Morgen geladen wird. Die Bedingung ist ein smartes Ladegerät.
Untersucht wurden in der Studie vier Szenarien. Im ersten Szenario wird das Fahrzeug einfach eingestöpselt, wenn man zuhause ist. Wenig überraschend: «In diesem Fall deckt man fast gar nichts mit Solarstrom», sagt Henry Martin, Doktorand und Mitglied des Forschungsteams. Der Grund: E-Autos laden zu schnell und beziehen den Strom, woher er gerade kommt – also weitgehend aus dem Netz statt von der Solaranlage.
Anders sieht das zweite Szenario bei Verwendung eines smarten Ladesystem aus: Dieses drosselt das Laden und bevorzugt den Strom von der Solaranlage. «Wir stellten fest, dass sich das Auto so zu 56 Prozent mit Solarstrom laden lässt – vor allem mit Abend- und Morgenlicht», sagt Martin. Die Zahl beziehe sich auf die zehn Monate, während denen die Daten erhoben wurden. Saisonal gebe es natürlich grosse Unterschiede, so Martin.
Die eigene Solaranlage macht Sinn
Eindrückliche 90 Prozent Solarstrom wurden im dritten Szenario berechnet: Wer den Mut hat, auch mit fast leerem Akku zu fahren und nur dann zu laden, wenn Solarstrom vorhanden ist, lädt fast nur mit der erneuerbaren Energie vom eigenen Dach. «Man überschätzt die Energie, die ein E-Auto unter der Woche braucht», verdeutlicht Martin. Die Studienteilnehmenden legten in der Woche im Schnitt rund 250 Kilometer mit dem E-Auto zurück.
Das vierte Szenario – mit der Nutzung eines Zwischenspeichers – würde zwar zu hundert Prozent Solarstrom führen. Der Gewinn wäre aber gegenüber den CO2-Emissionen für die Herstellung des Speichers mehr als weg.
Martin sieht zweierlei Nutzen in der Studie: Für E-Auto-Besitzende macht es zusammen mit einem Smart-Charging-System Sinn, eine eigene Solaranlage in Betracht zu ziehen, selbst ohne Zwischenspeicher. Und für Hersteller von Smarten Ladestationen sei die Studie ein Ansporn, intelligente Systeme zu entwickeln, die zum Beispiel auch die Wetterprognosen berücksichtigen.
