Veicoli ad energia solare

Un ipotetico futuro per la mobilità

In questo articolo racconto la sperimentazione nella mobilità pubblica e privata dell’energia prodotta dal Sole. Prima di entrare nel dettaglio su come i veicoli ad energia solare potrebbero rappresentare un ipotetico futuro, spenderò due parole sul pannello fotovoltaico che poi è il tema dell’articolo.

I primi studi sull’energia prodotta dal Sole, risalgono al 1839 quando il fisico francese Alexandre-Edmond Becquerel notò che alcuni conduttori, se venivano immersi in una particolare sostanza e successivamente esposti alla luce solare, generavano della corrente elettrica.

Ulteriori approfondimenti successivi a questo primo studio arrivarono però circa quant’anni dopo prima con i fratelli scienziati scozzesi Adam ed Evans Smith nel 1876 e poi nel 1879 con l’inventore statunitense Charles Fritts. Lo studioso americano aveva implementato le teorie degli Smith, arrivando a formare il primo pannello fotovoltaico attraverso l’unione di diverse celle fotovoltaiche con selenio ed oro.

Il Novecento vede un importante contributo alla conoscenza del fotovoltaico grazie alle teorie di Albert Einstein. Dall’inizio del Secolo, viaggiamo nel tempo fino al 1954, quando gli scienziati Gerald Pearson, Calvin Fuller e Daryl Chapin della Bell Laboratories situata a Murray Hill nel New Jersey, riuscirono a sviluppare la prima cella solare in silicio la quale riusciva ad alimentare una piccola ricetrasmittente.

Dopo gli anni Sessanta del Novecento, il pannello solare iniziava a diffondersi rapidamente negli Stati Uniti d’America e ad essere commercializzato. Anche in Italia nel periodo della crisi energetica degli anni ‘70 ci fu un primo incremento dei moduli fotovoltaici.

Negli ultimi cinquant’anni sono stati molti i progressi nel campo del fotovoltaico. Infatti, oggi i pannelli solari sono una dei più importanti fonti per l’accumulo d’energia. Dopo questo breve viaggio storico vorrei citare diversi esempi di veicoli ad energia solare e sull’evoluzione di questa tecnologia sperimentale nella mobilità.

Ho scelto di suddividere in due categorie i vari test che sono stati effettuati, e per comodità i gruppi lì ho chiamati mobilità privata e mobilità pubblica. Nel raggruppamento mobilità privata troverai i progressi dell’energia solare su bici ed auto. Invece, all’interno del box mobilità pubblica, leggerai gli esperimenti su autobus, aerei, treni e navi.

L’obiettivo è quindi quello di voler far conoscere a che punto sono i test sui veicoli privati e del trasporto pubblico locale (TpL) equipaggiati con pannelli solari.

MOBILITÀ PRIVATA

Il primo veicolo all’interno di questo mini gruppo è un mezzo di locomozione a due ruote dove è necessaria la forza muscolare per farlo funzionare. Si tratta della bicicletta.

La bicicletta solare nasce con l’obiettivo di alimentare una bici elettrica con dei piccoli pannelli solari. Gli studi di biciclette con pannelli fotovoltaici sono abbastanza recenti e risalgono a circa dieci anni fa. In questo caso non esiste un primo prototipo e poi successivamente la produzione in serie. Ci sono molti progetti, tra cui la maggior parte, vengono esposti dai produttori ai vari saloni dedicati alla mobilità sostenibile, più come se fosse un’aspirazione e non per un’eventuale produzione in serie.

Voglio comunque citare una sperimentazione italiana di una bici solare. Si tratta del brevetto sviluppato nel Comune di Massarosa nella provincia di Lucca e presentato nel 2014. La bicicletta, un modello city-bike, presenta come primo elemento aggiuntivo sotto il sellino una piccola batteria elettrica. Quest’ultima è alimentata da due moduli di pannelli fotovoltaici posizionati vicino ai portapacchi e della potenza pari a 50 KW.

Figura 1: Il prototipo della bicicletta solare (SoprimEnergia.it, autore sconosciuto, 2020)

Il binomio bici elettrica & kit solare funziona senza una struttura di ricarica fissa ed il pannello fotovoltaico può essere facilmente piegato così da non creare un ingombro.

Dopo aver parlato delle biciclette, passo a raccontare le quattro ruote, quindi le automobili solari.

L’automobile solare nasce molto tempo fa alla fine degli anni ‘50, nello stesso periodo storico della scoperta del pannello fotovoltaico. I primi prototipi non avevano la forma e le dimensioni delle autovetture che oggi conosciamo e non sembravano delle vere e proprie automobili ma delle strutture con il pannello solare dove poi erano montate delle ruote motrici.

Diversi studi si sono concentrati poi tra gli anni ‘70 ed ‘80 del Novecento dove l’obiettivo principale era quello di testare l’energia solare su autovetture da corsa amatoriale con dei test in luoghi remoti come, ad esempio, nei deserti. A partire dagli anni ‘90 i prototipi erano concentrati sulle automobili vere e proprie ma su una categoria specifica: le auto elettriche di allora, le quali erano qualcosa di molto futuristico con le loro batterie. Esse dovevano essere alimentate dai pannelli solari.

Un’accelerazione sulla crescita e diffusione delle auto solari è avvenuta negli ultimi tempi con il prototipo chiamato “Sion” e prodotto dalla start-up tedesca chiamata “Sono Motors”.

Figura 2: Il prototipo “Sion” prodotto dalla “Sono Motors” (HdMotori.it, autore e data sconosciuti)

La piccola società tedesca, a partire dal 2012, ha iniziato a dedicarsi allo studio per un prototipo di un’automobile con dei pannelli solari. Ad una prima vista della foto sopra, sembra una normale city-car che siamo abituati a vedere ogni giorno, ma in realtà l’automobile presenta delle piccole celle solari sulla carrozzeria e sulle fiancate delle portiere.

Il prototipo “Sion” è concepito come auto elettrica con un’integrazione di pannelli solari per la ricarica della batteria. Oltre a questa metodologia innovativa di ricarica, è possibile usare anche le classiche colonnine di ricarica per le auto elettriche. L’autovettura è progettata per aver un’autonomia di 320 chilometri con le batterie. Grazie all’integrazione dei pannelli solari è possibile viaggiare per altri 100 prima di effettuare una ricarica.

La Sono Motors attualmente sta concentrando gli studi per far sì che il progetto diventi realtà con un’eventuale produzione in serie. L’autovettura dovrebbe collocarsi nel segmento di fascia media con un eventuale costo che oscilla tra i 16˙000 ai 25˙000 €.

Questo non è l’unico prototipo di un auto solare, anche altre start-up stanno effettuando diversi test per capire se l’auto con i pannelli solari potrà essere parte della mobilità del futuro.

MOBILITÀ PUBBLICA

Passiamo ora ai veicoli del trasporto pubblico locale che attualmente sono oggetto di questo studio.

Il primo veicolo all’interno di questo gruppo sono gli autobus solari. La tecnologia solare è approdata nel mondo del trasporto pubblico locale ed in particolare negli autobus in tempi abbastanza recenti.

Nel 2021 la start up Sono Motors (la stessa che ho citato poche righe fa) indicava come possibile sviluppo dell’energia fotovoltaica nelle vetture commerciali tra cui anche gli autobus attraverso una partnership con la casa tedesca MAN (Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg).

L’anno successivo, grazie all’aiuto della MAN ed anche di alcuni finanziamenti, la piccola azienda tedesca è riuscita a produrre il “Bus Solar Kit”. Si tratta di diversi piccoli pannelli solari da apporre sul tetto degli autobus elettrici così da poter alimentare la batterie del veicolo. Il risultato è stato un prototipo di un autobus (puoi vedere la foto qui sotto) con il tetto ricoperto interamente di pannelli solari.

L’esperienza ed i test su questo prototipo successivamente sono stati replicati su vetture di linea. L’azienda del trasporto pubblico locale della città di Luleå situata in Svezia, ha fatto installare diversi “kit solari” prodotti dalla Sono Motors sui propri autobus. Nel dettaglio è possibile osservare il mezzo di color rosso con dei piccoli pannelli fotovoltaici sul tetto.

Figura 3: Prototipi di due autobus con i pannelli solari (Foto dell’autobus blu-nero: GoodNewsNetwork.com, autore sconosciuto 2021 – foto dell’autobus rosso: AutobusWeb.com, autore sconosciuto, 2022)

In questo caso i moduli per l’energia solare sono stati installati su degli autobus diesel e si prevede un risparmio di circa 2,9 tonnellate di CO₂ e fino a 1˙100 litri di gasolio per autobus. In ultimo, anche in Italia da quasi un anno è presente questa tecnologia nel TpL. La divisione italiana di FixBus sta sperimentando due autobus gran-turismo con il tetto ricoperto di piccoli pannelli solari.

Dopo aver raccontato gli autobus, è il turno di un prototipo concreto di treno con i pannelli solari.

Ci troviamo in Australia ed esattamente nella città costiera Byron Bay, all’interno dello Stato chiamato New South Wales (Nuovo Galles del Sud). Nel 2017 due vagoni ferroviari risalenti al 1949 e ritirati dal servizio nel 1991, sono stati convertiti con i pannelli solari per effettuare un servizio di navetta tra la North Beach (situata alla Sunrise Beach) e la stazione di Byron Beach.

Figura 4: Treno con pannello solari della città Byron Bay (Facebook.com, autore e data sconosciuti)

Il convoglio nasceva come treno diesel e prima di essere convertito per l’utilizzo con i pannelli solari, effettuava delle corse turistiche dal 2015. Oggi i viaggi a carattere turistico non sono scomparsi e si aggiungono a quelli attuali di collegamento tra le due spiagge.

Dopo l’Australia è arrivato il momento di tornare nell’Europa geografica per proseguire il racconto con il penultimo mezzo. Viste le lunghe distanze, ho scelto di viaggiare su un aereo solare.

Il progetto, dal nome “Solar Impulse”, nasce nel 2003 grazie ad un’idea di alcuni ricercatori della Scuola politecnica federale di Losanna (EPFL). Il prototipo dell’aeromobile contiene una sola postazione e delle grandi ali ricoperte da pannelli fotovoltaici i quali alimentano il motore elettrico. Grazie all’energia prodotta dal Sole, l’aereo è riuscito a volare per 24 ore consecutive senza scaricarsi.

Figura 5: Il prototipo Solar Impulse (E.Gazzette.it, autore e data sconosciuti)

Nel 2011 è stato presentato il progetto del “Solar Impulse 2”, evoluzione del primo prototipo del 2003. Oltre al team svizzero, in questo nuovo modello vede la partecipazione del Centro Ricerca italiano della Solvay di Bollate (in provincia di Milano). Il gruppo di ricercatori italiani ha lavorato allo sviluppo di soluzioni e tecnologie per la realizzazione su nuove celle solari per le ali, e per lo stoccaggio dell’energia prodotto sempre dai pannelli solari. Il nuovo aereo nel 2014 è riuscito a circumnavigare la Terra in 25 giorni. 

Dall’areo solare ci lanciamo con il paracadute nell’ultimo progetto per questo articolo. Si tratta della nave a pannelli solari.

L’idea è innovativa ed abbastanza futuristica, tant’è che ad oggi esistono sono dei render del prototipo chiamato “Sea Zero”.

Figura 6: Il prototipo Sea Zero (IlGazzettino.it, autore Hurtigruten Norway, data sconosciuta)

Il progetto, curato dalla società norvegese “Hurtigruten Norway”, prevede la costruzione di una nave da crociera alimentata a batterie elettriche. L’energia verrà immagazzinata inizialmente al porto di partenza e durante il viaggio entreranno in funzione tre vele ricoperte di pannelli solari alte 50 metri, così da garantire un’ulteriore carica per le batterie o anche per non usare proprio l’alimentazione elettrica.

La nave sarà dotata di 270 cabine per ospitare al massimo 500 ospiti e 99 membri dell’equipaggio. Il progetto oggi è ancora sulla carta anche se la società promotrice ha dichiarato che il primo viaggio sarà effettuato nel 2030.

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Siamo arrivati alla fine di questo viaggio tra storia e prototipi sui veicoli ad energia solare. Se ne avrai voglia qui sotto potrai indicare quale veicolo ti è piaciuto di più all’interno dell’articolo. La mia risposta te la dirò nei commenti. Grazie per la lettura!

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Fonti:

• Autobusweb.com – Energia Solare, Sono Motors ottiene un finanziamento dalla Commissione Europea (Autore sconosciuto, articolo del 24 Gennaio 2023);
• Autobusweb.com – Il “Solar Bus Kit” di Sono Motors sarà testato in Svezia da Scania e LLT (Autore sconosciuto, articolo del 7 Ottobre 2022);
• Autobusweb.com – Sono Motors e MAN Truck & Bus: possibili integrazioni dell’energia solare su veicoli commerciali (Autore sconosciuto, articolo dell’11 Maggio 2021);
• Autobusweb.com – Sono Motors + Pepper Motion = autobus elettrico ad energia solare (Autore sconosciuto, articolo del 17 Novembre 2022);
• ByronBayTrain.com.au – History;
• GoodNewsNetwork.org – Munich’s First Solar Bus Technology Will Hit the Road to Reduce Emissions and Pollution (Autore sconosciuto, articolo del 16 Aprile 2022);
• E-Gazzette.it – I ricercatori Solvay di Bollate dietro il successo di Solar Impulse, l’aereo fotovoltaico (Autore sconosciuto, articolo del 13 Aprile 2015);
• Economyup.it – Energie rinnovabili: FlixBus lancia anche in Italia gli autobus a pannelli solari (Autore sconosciuto, articolo del 12 Luglio 2023);
• EletricMotorNews.com – Storia. La prima auto solare (Autore sconosciuto, articolo del 22 Agosto 2016);
• Figura 1: SoprimEnergia.it, autore sconosciuto, 2020;
• Figura 2: HdMotori.it, autore e data sconosciuti;
• Figura 3: foto dell’autobus blu-nero reperita da GoodNewsNetwork.com, autore sconosciuto 2021 – foto dell’autobus rosso salvata da AutobusWeb.com, autore sconosciuto, 2022;
• Figura 4: Facebook.com, autore e data sconosciuti;
• Figura 5: E.Gazzette.it, autore e data sconosciuti;
• Figura 6: IlGazzettino.it, autore Hurtigruten Norway, data sconosciuta;
• HdMotori.it – Sono Motors Sion: il ritorno dell’auto a pannelli solari, nuovo prototipo al CES 2021 (Autore Filippo Vedrame, articolo del 12 Dicembre 2020)
• Idealista.it – Il primo treno del mondo a energia solare già viaggia su una antica ferrovia in Australia (Autore sconosciuto, articolo del 23 Aprile 2021);
• IlGazzettino.it – Sea Zero, la nave da crociera elettrica a zero emissioni equipaggiata con vele solari (Autore Alessandro Rosi, articolo del 20 Agosto 2023);
• Moveo.Telepass.com – Auto elettriche a energia solare: a che punto siamo? (Autrice raffaella Berardi, articolo del 1° Marzo 2023);
• SopimEnergia.it – Brevettata la prima bicicletta con impianto Fotovoltaico (Autore sconosciuto, articolo del 4 Dicembre 2020);
• Sonnen.it – Il fotovoltaico dal 1839 a oggi: la storia di un’importante innovazione (Autore sconosciuto, articolo dell’Agosto 2022);
• NoveDaFirenze.it – Bici elettrica si ricarica al sole (Autore sconosciuto, articolo del 6 Ottobre 2014);
• Wikipedia English – Byron Bay;
• Wikipedia English – Byron Bay Train;
• Wikipedia English – New South Wales 600/700 class railcar;
• Wikipedia Italia – Energia solare;
• Wikipedia Italia – Sion (veicolo elettrico);
• Wikipedia Italia – Solar Impulse.