Come Caricare un Veicolo Elettrico con Energia Solare: Guida Completa
L'esperienza di un ingegnere elettronico che ha acquistato un veicolo elettrico (EV) Smart #5 da 650 cavalli, capace di accelerare da 0 a 100 km/h in 3.8 secondi, rivela le complessità nascoste della ricarica domestica, specialmente quando si vuole utilizzare energia solare.
Fondamenti della Ricarica AC
Tipi di Connettori e Standardizzazione
In Europa si utilizzano connettori di tipo 2, mentre negli Stati Uniti si usano connettori NACS. Sebbene non siano compatibili tra loro, i principi di funzionamento sono universali. La differenza principale risiede nell'utilizzo dei pin DC:
- Tipo 2: Pin separati per AC e DC
- NACS: Stessi pin per AC e DC, con il connettore che funge da terra di protezione
Come Funziona la Comunicazione
Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non è il wall box a controllare la potenza di ricarica, ma l'auto stessa. Il wall box comunica le proprie capacità attraverso un segnale PWM a 1 kHz su un pin specifico, indicando la corrente massima che l'auto può assorbire.
Limiti della Ricarica Domestica
I Tre Fattori Limitanti
La velocità di ricarica è determinata dal più debole di questi tre elementi:
- Installazione domestica
- Wall box
- Veicolo
Nell'esempio presentato, l'auto supporta 22 kW ma l'impianto domestico permette solo 11 kW, rendendo la casa il collo di bottiglia.
Sicurezza e Sequenza di Connessione
I pin del connettore sono deliberatamente sfalsati in lunghezza:
- PE (Terra): Primo a connettersi, ultimo a disconnettersi
- Potenza AC/DC e CP: Posizione intermedia
- PP (Proximity Pilot): Ultimo a connettersi, primo a disconnettersi
Questo previene la erogazione di potenza in caso di estrazione accidentale del connettore.
Sfide della Ricarica Solare
Problema della Disponibilità
L'energia solare è disponibile solo durante il giorno e in quantità variabile. Questo solleva due questioni fondamentali:
- Posizionamento del wall box: Dove parcheggiare l'auto durante il giorno vs la notte
- Controllo dinamico: Necessità di adattare la potenza di ricarica all'energia disponibile
Limiti Tecnici dei Wall Box
La maggior parte dei wall box moderni ha una corrente minima di 6 ampere (4,1 kW), che può essere superiore all'energia solare disponibile. Esiste però una soluzione:
- Modalità monofase: Riduce la potenza minima a circa 1,4 kW
- Svantaggio: La potenza massima scende sotto i 4 kW
Alcuni modelli più avanzati possono commutare automaticamente tra monofase e trifase.
Protocollo OCPP e Controllo Remoto
Cos'è OCPP
OCPP (Open Charge Point Protocol) versione 1.6J è uno standard pubblico che permette il controllo remoto dei wall box. Tuttavia:
- Non è molto preciso, simile a USB
- Diversi produttori lo interpretano diversamente
- Alcuni implementano il protocollo in modo errato
Architettura della Comunicazione
Il wall box funge da server, iniziatore della comunicazione, mentre il server di controllo è il client. Questa architettura rende impossibile per il server contattare direttamente il wall box.
Integrazione con EVCC e Home Assistant
EVCC: La Soluzione Open Source
EVCC è un software open source (con un costo di $2/mese o $100 a vita per l'uso con OCPP) che:
- Legge dati da inverter, batterie e contatori intelligenti
- Regola dinamicamente la ricarica
- Supporta modalità: solo solare, veloce, mista
- Si integra con previsioni meteo e tariffe variabili
Home Assistant Integration
EVCC può essere eseguito come add-on di Home Assistant, permettendo un'integrazione completa con il sistema di domotica domestica.
Considerazioni Pratiche e Raccomandazioni
Scelta del Wall Box
Prima dell'acquisto, verificare:
- Supporto OCPP corretto
- Corrente minima supportata
- Capacità di commutazione monofase/trifase
- Reputazione del produttore
Ottimizzazione del Sistema
Alcuni utenti sperimentali utilizzano AI per ottimizzare la ricarica basandosi su:
- Previsioni solari
- Pattern di consumo
- Tariffe energetiche variabili
Conclusioni
La ricarica di un veicolo elettrico con energia solare è tecnicamente fattibile ma richiede una pianificazione attenta e la comprensione di diversi standard e protocolli. La chiave del successo risiede nella scelta di componenti compatibili e nell'utilizzo di software di controllo appropriato come EVCC.
L'esperienza dimostra che, nonostante le sfide iniziali, è possibile creare un sistema efficiente che massimizzi l'utilizzo dell'energia rinnovabile, riducendo sia i costi che l'impatto ambientale.