CONVEGNO TECNICO MATERIALE DIDATTICO

CONVEGNO TECNICO MATERIALE DIDATTICO CONVEGNO TECNICO AUTO ELETTRICA: FUTURO E SOLUZIONI PER LA RICARICA Intervento: Ing. Alberto Runfola Responsabile Progettazione Impiantistica di Vega Engineering S.r.l. Centro Direzionale Terraglio 1 Via Don Tosatto n.35 30174 Mestre (VE) P.IVA e Cod.Fisc.03929800278 Tel. 041/3969013 Fax 041/3969038 - www.vegaformazione.it

Il funzionamento delle stazioni di ricarica: soluzioni tecniche per le pubbliche amministrazioni, aziende, distributori, alberghi, centri commerciali, campeggi, cinema multisala e abitazioni CONVEGNO DEL 13/09/2012 I veicoli elettrici e le stazioni di ricarica Il motore dell auto elettrica ha una potenza variabile, generalmente 15 100 kw 1- connettori per la ricarica, 2 - caricabatterie integrato, 3 - batterie elettriche, 4 - inverter e motore elettrico 2 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 1

I veicoli elettrici e le stazioni di ricarica Le batterie elettriche L energia accumulabile dalle attuali batterie è compresa tra5e60kwh, con tensioni di 300-500 V. L autonomia del veicolo (circa 100-160 km) dipende da: capacità della batteria, tipo della strada percorsa (in piano, mista, urbana, ecc.), stile di guida, accessori utilizzati (luci, riscaldamento, aria condizionata, tergicristalli, ecc.) 3 I veicoli elettrici e le stazioni di ricarica Ricarica delle batterie elettriche In funzione della potenza disponibile in ricarica variano i tempi di ricarica delle batterie elettriche Esempio Potenza disponibile in ricarica 3kW Batterie da 15 kwh Tempo ricarica circa 5 ore (15 kwh / 3 kw = 5 ore) Se la potenza disponibile in ricarica sale a 5 kw il tempo scende a 3ore 4 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 2

I veicoli elettrici e le stazioni di ricarica Ricarica delle batterie elettriche In funzione del consumo medio di un autoveicolo elettrico si può vedere, tenendo conto del sistema di ricarica, l autonomia che si riesce ad aggiungere con un ora di ricarica. 5 Rapida 0 3 Lenta kw BD Durata ricarica Carica lenta Carica standard e accelerata Quick charge (Carica rapida) Battery drop CA Monofase: 230V 8/10A Prese domestiche! CA Monofase : 230V 16/32A CA Trifase: 400V 16/32A da 43kW a 150kW (in futuro) CA or DC in funzione del veicolo Pochi minuti 10-12 h 1-8 h 10-30 min 3 min 6 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 3

La ricarica in ambito residenziale Infrastruttura di ricarica in modo 3 è la più sicura Si installa in locali chiusi (ad es. villette mono/plurifamiliari, garage privati) Alimentazione: monofase 230 Vca Potenza di ricarica: 3,5 kw Corrente massima di ricarica: 16 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851-1:2010 1:2010 Connettore: presa tipo 3A/3C secondo IEC 62196-1/2:2011 Grado di protezione: IP44 7 La ricarica in ambito residenziale Infrastruttura di ricarica in modo 3 è la più sicura Si installa in locali chiusi (ad es. villette mono/plurifamiliari, garage privati) Esempio 2 - Dati tecnici Alimentazione: monofase 230 Vca Potenza di ricarica: 3 kw Corrente massima di ricarica: 16 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851 Connettore: presa tipo 3C secondo IEC 62196 Grado di protezione: IP44 8 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 4

La ricarica in ambito residenziale Ricarica in modo 1, la sicurezza è affidata all impianto esistente dell abitazione, soluzione non consentita in ambienti pubblici. Viene effettuata utilizzando una presa domestica,16 A, 230 Vac 9 La ricarica in ambito residenziale Ricarica in modo 2, la sicurezza è affidata all impianto esistente dell abitazione. Viene effettuata utilizzando una presa domestica,16 A, 230 Vac 10 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 5

La ricarica in ambito privato Infrastruttura di ricarica in modo 3 Si installa in locali all aperto aperto o chiusi (ad es. parcheggi privati e/o aziendali, parcheggi condominiali) Esempio 1 - Dati tecnici Alimentazione: monofase/trifase 230/400 Vca Potenza di ricarica: 3/22 kw Corrente massima di ricarica: 16/32 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851 Connettore: presa tipo 3 secondo IEC 62196 Grado di protezione: IP54 (con spine inserite IP44) Peso: 15 kg (1 presa) 21 kg (2 prese) installazione a parete 11 La ricarica in ambito privato Infrastruttura di ricarica in modo 3 Si installa in locali all aperto aperto o chiusi (ad es. parcheggi privati e/o aziendali, parcheggi condominiali) Esempio 2 - Dati tecnici Alimentazione: trifase 400 V CA Potenza di ricarica: 3/22 kw Corrente massima di ricarica: 16/32 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851 Connettore: presa tipo 3 secondo IEC 62196 Grado di protezione: IP54 (con spine inserite IP44) Peso: 46 kg (2 prese) installazione a pavimento 12 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 6

La ricarica in ambito pubblico Infrastruttura di ricarica in modo 3 Si installa a in locali all aperto ape o chiusi (ad es. parcheggi, centri commerciali, cinema, alberghi) Alimentazione: monofase/trifase 230/400 Vca Potenza di ricarica: 3,5+3,5/22+22 kw Corrente massima di ricarica: 16/32 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851-1:2010 Connettore: presa tipo 3A/3C secondo IEC 62196-1/2:2011 Grado di protezione: IP44 Peso: 50 kg 13 La ricarica in ambito pubblico Infrastruttura di ricarica in modo 3 Si installa in locali all aperto aperto o chiusi (ad es. parcheggi, centri commerciali, cinema, alberghi) Esempio 2 - Dati tecnici Alimentazione: trifase 400 V CA Potenza di ricarica: 3/22 kw Corrente massima di ricarica: 16/32 A Ricarica: modo 3 secondo la IEC 61851 Connettore: presa tipo 3 secondo IEC 62196 Grado di protezione: IP54 (con spine inserite IP44) Peso: 17 kg (1 presa) 21 kg (2 prese) 14 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 7

La ricarica rapida in ambito pubblico Infrastruttura di ricarica in modo 4 Si installa in locali all aperto aperto o chiusi (ad es. stazioni di ricarica autostradali, stazioni di ricarica flotte aziendali) Esempio 1 - Dati tecnici Alimentazione: trifase 400 V CA Potenza di ricarica: 50 kw in CC, 44 kw in CA Corrente massima di ricarica: 125 A in CC, 63 A in CA Ricarica: modo 4 (CHAdeMO) in CC, modo 3 in CA secondo la IEC 61851 Connettori: cavi di alimentazione solidali e presa standard CHAdeMo in CC, presa tipo 2 in CA secondo IEC 62196 Peso: 580 kg 15 La ricarica nei centri commerciali Per definire la tipologia di ricariche da installare in un centro commerciale bisogna partire dal definire il comportamento del possibile utilizzatore all interno del centro commerciale. Bisogna definire i tempi medi di permanenza dell utilizzatore nonché i km medi percorsi per raggiungere il centro commerciale. 16 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 8

La ricarica nei centri commerciali Uno studio sulla permanenza dei consumatori nei centri commerciali ha evidenziato questi risultati: Immagini tratte da IL COMPORTAMENTO DEI CONSUMATORI IN MATERIA DI MOBILITÀ NEI PRINCIPALI CENTRI COMMERCIALI DEL CANTONE TICINO redatto dal Centro per l osservazione delle dinamiche economiche (CODE) e dall Associazione dei grandi distributori Ticinesi (DISTI) 17 La ricarica nei centri commerciali Mentre per quanto riguarda le distanze percorse per raggiungere il centro commerciale: Immagini tratte da IL COMPORTAMENTO DEI CONSUMATORI IN MATERIA DI MOBILITÀ NEI PRINCIPALI CENTRI COMMERCIALI DEL CANTONE TICINO redatto dal Centro per l osservazione delle dinamiche economiche (CODE) e dall Associazione dei grandi distributori Ticinesi (DISTI) 18 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 9

La ricarica nei centri commerciali Diventano importanti anche i motivi della scelta del centro Commerciale, in cui si evidenza la facilità di parcheggio quindi fornire dei servizi aggiuntivi come la ricarica elettrica potrebbe aumentare ancora di più la scelta di tali luoghi per il consumatore. Immagini tratte da IL COMPORTAMENTO DEI CONSUMATORI IN MATERIA DI MOBILITÀ NEI PRINCIPALI CENTRI COMMERCIALI DEL CANTONE TICINO redatto dal Centro per l osservazione delle dinamiche economiche (CODE) e dall Associazione dei grandi distributori Ticinesi (DISTI) 19 La ricarica nei centri commerciali Dai dati precedentemente illustrati emergono i seguenti punti relativi ai centri commerciali: - Installare sistemi i di ricarica i elettrica potrebbe aumentare la preferenza dei consumatori verso i centri commerciali. - Il 76% di persone lascia la macchina in parcheggio meno di 1 ora e mezza. - Il 75 % delle persone percorre meno di 20 km per raggiungere il centro commerciale. 20 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 10

La ricarica nei centri commerciali Si individua quindi la possibilità di puntare su ricariche parziali delle automobili con sistemi di ricarica i di media velocità che consentano di fornire l autonomia di circa 50 km in meno di 1 ora e mezza. Resta da definire se accontentare tutti i possibili utilizzatori con ricariche veloci ma questo riveste una scelta commerciale e comunque dipende dall infrastruttura elettrica del centro commerciale e dal ritorno atteso dell investimento. 21 La ricarica nei centri commerciali Nella scelta della soluzione di ricarica da prevedere bisogna prima definire: ESISTE DISPONIBILITA DI POTENZA NON UTILIZZATA? SI QUANTI kw SONO DISPONIBILI? SI MA SOLO IN PERIODI PREFISSATI QUANTI kw SONO DISPONIBILI E QUANDO? NO INTERVENTI SU RETE ELETTRICA 22 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 11

La ricarica nei centri commerciali Stimando, ad esempio, una potenza non utilizzata di 100 kw si potrebbe pensare una soluzione con: - 4 colonnine con potenza variabile 3-22 kw - 5 colonnine con potenza 3 kw 23 La ricarica nelle pubbliche amministrazioni, aziende, distributori, alberghi, campeggi e cinema multisala L analisi i effettuata per i centri commerciali può essere estesa anche per altre tipologie di utilizzatore. Ad esempio nelle pubbliche amministrazioni e nelle aziende si prevede che l utilizzatore interno possa sostare con il proprio veicolo almeno 4 ore nel luogo di lavoro; 24 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 12

Per i mezzi della pubblica amministrazione/ azienda i tempi di ricarica devono essere quelli della notte il cui mezzo rimane in sosta. In questo caso si ideve prevedere che le ricariche i dei mezzi di proprietà dei lavoratori debbano ricaricarsi parzialmente nelle 4 ore e i mezzi della pubblica amministrazione/azienda debbano ricaricarsi completamente nella notte. 25 In questo caso l applicazione di sistemi di ricarica lenti potrebbe essere la soluzione ideale. In funzione della flotta di mezzi della pubblica amministrazione/azienda i i i elettrici i presenti può emergere la necessità di avere ricariche di tipo rapido. 26 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 13

Per i campeggi ci si attende delle soste prolungate dell utilizzatore per cui la soluzione di ricarica lenta potrebbe essere la soluzione migliore magari abbinata direttamente alle piazzole. Nei cinema multisala ci si attende che l utilizzatore possa permanere per almeno 1 ora e mezza e che l utilizzatore abbia bisogno di percorrere dei tragitti similari a quelli dei centri commerciali. Vale quindi quanto individuato nei centri commerciali. 27 Per gli alberghi infine la ricarica dev essere pensata nei periodi notturni in cui si deve prevedere una ricarica completa delle batterie del mezzo. Risultano quindi idonee le colonnine di ricarica lenta. 28 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 14

Iniziare con 4 8 colonnine a ricarica lenta potrebbe essere un investimento ripagato nel futuro con una preferenza dell albergo ed un servizio che, con l estensione del parco macchine elettriche, potrà diventare strategico per differenziarsi rispetto alla concorrenza. Per i distributori si dovrà tenere conto di un tempo ridotto per la ricarica del veicolo per cui bisognerà privilegiare le ricariche veloci. Vedremo nelle slide seguenti come Bolzano ha interpretato nelle necessità di un distributore. 29 Sistemi di pagamento e gestione della ricarica I sistemi di ricarica possono essere di varie tipologie: - Ricariche i libere da utilizzare in luogo privato/pubblico - Ricariche controllate da utilizzare in luogo privato/pubbliche - Ricariche con gestione pagamenti in luogo privato/ pubblico 30 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 15

Ricariche libere da utilizzare in luogo privato/pubblico Ricariche prive di un sistema di controllo utilizzo in cui l utente comune può collegarsi senza particolari abbonamenti/pagamenti. In luogo privato la ricarica può essere priva di sistemi antivandalici mentre in luoghi pubblici diventa importante t proteggere il sistema di ricarica. 31 Ricariche controllare da utilizzare in luogo privato/pubblico Ricariche dotate di un sistema di controllo utilizzo in cui l utente per collegarsi deve essere dotato di una chiave elettronica RFID o altro sistema di riconoscimento che sblocca la colonnina ed abilita la fornitura di energia. Il sistema di controllo può essere in isola o può essere collegato ad un sistema di controllo esteso. 32 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 16

Sistemi RFID RFID (o Radio Frequency IDentification o Identificazione a radio frequenza) è una tecnologia per l'identificazione e/o memorizzazione i dati automatica di oggetti, animali o persone (AIDC Automatic Identifying and Data Capture) basata sulla capacità di memorizzazione di dati da parte di particolari dispositivi elettronici (detti tag o transponder) e sulla capacità di questi di rispondere all'"interrogazione" a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili chiamati per semplicità' "lettori" (in realtà' sono anche scrittori) a radiofrequenza comunicando (o aggiornando) le informazioni in essi contenute. 33 In un certo senso possono essere quindi assimilabili a sistemi di "lettura e/o scrittura" senza fili. 34 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 17

Ricariche con gestione di pagamento da utilizzare in luogo privato/pubblico Ricariche dotate di un sistema di controllo utilizzo in cui l utente per collegarsi deve essere dotato di una chiave elettronica RFID o altro sistema di riconoscimento (ad esempio futuro pagamento con telefono cellulare) che sblocca la colonnina ed abilita la fornitura di energia. 35 I sistemi in questo caso sono evoluti con un pagamento dell energia che può essere a scalare sulla chiave elettronica oppure può essere gestita con server di controllo locali o remoti. Le nuove tecnologie di gestione dei sistemi di ricarica permettono di effettuare delle operazioni avanzate per la gestione ed il pagamento dei sistemi di ricarica. 36 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 18

Ad esempio si può differenziare le tariffe per utenti, per fasce orarie, in funzione della tipologia di abbonamento scelto. Sono già disponibili colonnine in cui pagare con carta di credito (diffuse in U.S.A.). I produttori di colonnine hanno avuto anche richieste per l implementazione del pagamento con contanti e si stanno muovendo anche in tal senso. 37 Esempio di tipologia rete V2G (veicolo verso rete) Sistema di trasmissione dati Internet t Energia Segnale Rete elettrica Server di gestione 38 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 19

Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica Legge 7.8.2012, n. 134 Con la pubblicazione sulla G.U. 11.8.2012, n. 187 è entrata t in vigore, a decorrere dal 12.8.2012, 2012 la Legge 7.8.2012, n. 134 di conversione del D.L. n. 83/2012, c.d. Decreto Sviluppo Art. 17 quinquies.. diritto ai punti di ricarica 39 Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica Entro il 1º giugno 2014, i comuni adeguano il regolamento di cui al comma 1 prevedendo, con decorrenza dalla medesima data, che ai fini del conseguimento del titolo abilitativo edilizio sia obbligatoriamente prevista, per gli edifici di nuova costruzione ad uso diverso da quello residenziale con superficie utile superiore a 500 metri quadrati e per i relativi interventi di ristrutturazione edilizia.. 40 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 20

Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica l'installazione di infrastrutture elettriche per la ricarica dei veicoli idonee a permettere la connessione di una vettura da ciascuno spazio a parcheggio coperto o scoperto e da ciascun box per auto, siano essi pertinenziali o no, in conformità alle disposizioni edilizie di dettaglio fissate nel regolamento stesso 41 Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica Esempio di obbligo legislativo per l installazione di colonnine di ricarica elettrica Bolzano La parte III delle direttive è stata sostituita dal testo allegato alla deliberazione della Giunta provinciale del 24 novembre 2008, n.4398, pubblicato nel B.U. 10 febbraio 2009, n. 7 e modificato dal testo allegato alla deliberazione della Giunta provinciale del 30 dicembre 2011, n. 2091, pubblicato nel B.U. 30 gennaio 2012, n. 5. 42 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 21

Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica 3.5 Installazione nuovi impianti 3.5.3 3 Grande viabilità Strade urbane di scorrimento Viabilità ordinaria omissis Lungo tali arterie può essere autorizzata l'installazione di nuovi impianti stradali di distribuzione di carburanti a condizione che.. 43 Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica a) sia garantita l'erogazione di tutti i prodotti, incluso il gas metano. Qualora la zona interessata non sia servita dalla rete di gas metano o il comprensorio sia già servito da almeno tre impianti di gas metano, in alternativa allo stesso, deve essere garantita l erogazione del gas di petrolio liquefatto (GPL) o il rifornimento con energia elettrica b) la pensilina sia dotata di pannelli fotovoltaici i che garantiscano una potenza installata di almeno 8 kw 44 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 22

Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica omissis 3.5.5 Impianti di gas di petrolio liquefatto (GPL), gas metano e di energia elettrica omissis La Giunta provinciale può stabilire particolari requisiti tecnici da osservare in sede di rilascio dell autorizzazione. i omissis 45 Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica b) Requisiti tecnici per la realizzazione degli impianti di erogazione di energia elettrica presso impianti di distribuzione di carburante di cui al punto 3.5.5 - Gli impianti di erogazione di energia elettrica devono essere dotati: di almeno un punto di erogazione a carica rapida in grado di consentire la ricarica in corrente continua (in base alla modalità 4 della IEC 62196) della batteria da 25 kwh di un veicolo elettrico, indicativo in misura non inferiore al 70% della sua capacità nel tempo di 45 minuti; 46 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 23

Obblighi legislativi per installazione colonnine di ricarica di due punti di erogazione in grado di consentire la ricarica in corrente alternata (in base alla modalità 3 della IEC 62196) della batteria da 25 kwh di un veicolo elettrico, indicativo in misura non inferiore al 70% della sua capacità nel tempo di 3 ore. Gli attacchi per l erogazione dell energia energia elettrica devono essere conformi alle normative di sicurezza europee. 47 CONVEGNO "" DEL 13/09/2012 24

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