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Auto elettrica e fotovoltaico: la ricarica domestica conveniente

Auto elettrica e fotovoltaico: guida ricarica domestica conveniente

Se stai valutando l'acquisto una nuova auto elettrica come me, scopri come la ricarica domestica diventi eccezionalmente conveniente se accoppiata ad un impianto fotovoltaico: guida completa a fotovoltaico ed auto elettrica.

Sommario

Come ricaricare un'auto elettrica a casa in garage?

A differenza di un'auto tradizionale il pacco batteria di un'auto elettrica può essere ricaricato, attraverso l'apposito connettore presente sul veicolo:

Presa ricarica Dacia Spring
Presa ricarica Dacia Spring

E' possibile ricaricare un'auto elettrica in tre modalità, caratterizzate da velocità di ricarica crescente:

Caricatore portatile

Cavo di ricarica per presa domestica, in dotazione all'auto o da acquistare come accessorio.

Wall Box

Stazione di ricarica a parete fissa nel proprio garage o in piccole strutture ricettive.

Colonnina di ricarica

Colonnine pubbliche e colonnine a ricarica rapida situate in luoghi pubblici, parcheggi aziendali e stazioni di ricarica.

Gli standard utilizzati per il connettore di ricarica e le relative potenze di ricarica massime possibili sono i seguenti:

Type 2

  • Presa domestica: 2,3 kW AC
  • Monofase: 3,7 e 7,4 kW AC
  • Trifase: 11 e 22 kW AC

CCS Combo 2

  • CCS: 50, 100, 150, 175 e 350 kW DC
  • Supercharger: 75, 150 e 250 kW DC

CHAdeMO

  • 50 kW DC

Nella pratica il formato CHAdeMO è utilizzato solo dalla giapponese Nissan Leaf.

Per ricaricare un'auto elettrica a casa in garage è possibile utilizzare il connettore Type 2, detto anche Mennekes.

La normativa europea di riferimento prevedere quattro modalità di carica, di cui due sono applicabili per ricaricare un'auto elettrica a casa in garage:

Modo 2 (Caricatore portatile)

Il veicolo elettrico è collegato ad una presa di corrente classica mediante un cavo dotato di un sistema di sicurezza (control box). Può essere possibile impostare la potenza di ricarica manualmente sul dispositivo.

La corrente di ricarica può arrivare fino a 32 A (monofase e trifase).

Modo 3 (Wall Box)

La ricarica avviene tramite un dispositivo collegato permanentemente alla rete elettrica che integra la control box e può regolare automaticamente la potenza.

Corrente di ricarica tipica è fino a 32 A (monofase e trifase) anche se non ci sono limiti normativi.

Come RICARICARE auto elettrica a casa ? Che tipo di WALL BOX mi serve ?

Caricatore portatile o Wall Box?

Se, come probabile, intendete ricaricare tutti i giorni la vostra auto elettrica a casa in garage, raccomando assolutamente l'installazione di un Wall Box.

Caricatore portatile

Un caricatore portatile permette di effettuare la ricarica della vostra auto elettrica tramite una presa elettrica ordinaria dove non sia disponibile una stazione di ricarica con connettore Type 2.

Potenza e velocità di ricarica saranno limitate dalla presa di corrente tradizionale a cui vi collegate; nel caso di un impianto elettrico monofase su una presa elettrica domestica è possibile arrivare ad una corrente massima di 16 A corrispondente a 3,6 kW:

Corrente massima prese elettriche monofase
Corrente massima prese elettriche monofase

Nel caso inizialmente non intendiate montare la Wall Box in garage, anche con impianto elettrico monofase, raccomando di installare comunque una presa elettrica industriale, progettata per sostenere i carichi più elevati (32 A corrispondenti a 7,4 kW) per tempi lunghi.

La ricarica è inoltre è un processo con elevato assorbimento di corrente protratto per molte ore consecutive: utilizzare una presa di corrente classica, come una Schuko, potrebbe portare a surriscaldamenti e quindi potenziali problemi di sicurezza.

Siccome sono disponibili caricatori portatili per auto elettrica sia con presa Schuko (monofase) che per presa elettrica industriale (blu monofase o rossa trifase) ho creato questo specchietto riepilogativo di confronto dei modelli che potete trovare:

Caricatore portatileCaricatore portatile auto elettrica
Monofase 16 A
Caricatore portatile auto elettrica
Monofase 32 A
Caricatore portatile auto elettrica
Trifase 16 A
Caricatore portatile auto elettrica
Trifase 32 A
Connettore autoSpina Type 2
Type 2
Spina Type 2
Type 2
Spina Type 2
Type 2
Spina Type 2
Type 2
Spina elettricaPresa elettrica Schuko
Schuko
Presa CEE 3P+T
CEE 3 Pin blu
Spina CEE 5P+T
CEE 5 Pin rosso
Spina CEE 5P+T
CEE 5 Pin rosso
Potenza1,3÷3,6 kW2,2÷7,4 kW4÷11 kW8÷22 kW
Corrente6÷16 A10÷32 A6÷16 A10÷32 A
Tensione230 V AC230 V AC380 V AC380 V AC

Come potete vedere, la gamma di potenza dei caricatori portatili che si può ottenere è molto differente, ma nella pratica per un impianto elettrico monofase abbiamo sostanzialmente le due opzioni seguenti:

  • 16 A / 3,6 kW con spina Schuko
  • 16 A / 3,6 kW o 32 A / 7,4 kW con spina industriale 3P+T

Le funzionalità normalmente presenti in un caricatore portatile per auto elettrica sono le seguenti:

  • selezione corrente / potenza di ricarica in un insieme di valori predefiniti (es. 6,, 8, 10, 12 o 16 A)
  • display con stato, potenza elettrica, tempo di ricarica e temperatura regolatore

Attenzione a non acquistare inutilmente un caricatore portatile trifase da 11 o 22 kW prima di aver verificato che tali potenze possano essere effettivamente erogate nella vostra abitazione con la vostra auto elettrica.

Ricarica domestica auto elettriche. Wallbox necessaria o no?

Caricatore portatile Tipo 2 16 A / 3,6 kW con spina Schuko

Caricatore portatile Tipo 2 32 A / 7,4 kW con spina industriale CEE 3P+T

Ricarica auto elettrica a casa con caricatore standard

Wall box

Per ricaricare la nostra auto elettrica a casa in modo intelligente possiamo dotarci di una Wall box smart che ha innumerevoli vantaggi rispetto ad un semplice caricatore portatile:

  • maggiore sicurezza perché progettate per erogare correnti elevate per periodi particolarmente prolungati
  • risparmio grazie alla possibilità di programmare la ricarica negli orari con le tariffe più convenienti
  • potenza regolabile manualmente
  • bilanciamento automatico del carico per ridurre la potenza assorbita, in funzione dell'uso degli altri elettrodomestici, ed evitare di far saltare il contatore elettrico
  • integrazione col fotovoltaico per ricaricare a costo zero sfruttando la produzione in eccesso del nostro impianto fotovoltaico
  • gestione da smartphone della ricarica
Quale colonnina Wallbox domestica scegliere per la propria auto elettrica?

Wall box intelligente

Le funzioni di bilanciamento automatico del carico e l'integrazione col fotovoltaico richiedono che la Wall box sia dotata di un misuratore di corrente esterno, di solito una clip non invasiva, in base al quale poter regolare automaticamente la potenza di ricarica in basa alla potenza prelavata (o immessa) nella rete elettrica:

Sensore di corrente Wall box DazeBox
Sensore di corrente Wall box DazeBox

Nel grafico seguente, relativo alla Wall box DazeBox, potete vedere l'andamento nel tempo della corrente:

  • assorbita dai vari carichi domestici (arancione)
  • di ricarica dell'auto elettrica (blu)
  • prelevata dalla rete elettrica, ovvero la somma delle precedenti (giallo)
Bilanciamento automatico del carico Wall box DazeBox
Bilanciamento automatico del carico Wall box DazeBox

Come potete vedere la corrente di ricarica viene adeguata automaticamente in modo da assicurare che la corrente assorbita complessivamente dalla rete non faccia superare la potenza contrattuale del contatore elettrico (6 kW / 26 A nell'esempio).

Il funzionamento nel caso di impianto fotovoltaico sarebbe analogo se non che il sistema cercherebbe di mantenere a zero la corrente scambiata con la rete consumando quella prodotta dal fotovoltaico con quella degli elettrodomestici e della ricarica dell'auto elettrica.

La gestione mediante smartphone della Wall box può essere assicurata mediante queste due tipologie di connettività:

  • collegamento diretto via bluetooth tra Wall box e smartphone: richiede però la vostra prossimità fisica con la stazione di ricarica
  • collegamento via internet tramite WiFi o Ethernet della stazione di ricarica: soluzione da prediligere poiché vi consente la gestione remota ovunque voi siate in qualsiasi momento
Wall box App
Wall box App

I tagli di potenza disponibili per le Wall box di ricarica sono 7,4 kW (32 A monofase), 11 kW (16 A trifase) e 22 kW (32 A trifase).

La mia raccomandazione è quella di scegliere un modello di Wall box da 7,4 kW in modo da rimanere serenamente con un contatore monofase da 4,5 kW o 6 kW a seconda del profilo di consumo complessivo dell'abitazione.

Per rispettare la normativa tecnica italiana (Norma Impianti CEI 64-8 sezione 722) è anche richiesto che per ogni presa di ricarica sia rilevata la presenza di correnti continue di dispersione; tale rilevazione può essere effettuata alternativamente attraverso:

  • differenziale di tipo B
  • differenziale di tipo A accoppiato ad un rilevatore di correnti di dispersione continue (RCM Residual Current Monitor o DC Leakage Detector)

E' importante che il rilevatore di correnti di dispersioni sia integrato nel dispositivo di ricarica altrimenti è necessario installarlo a monte della stazione di ricarica oppure utilizzare un costoso differenziale di tipo B.

Velocità di ricarica

Come anticipato, la velocità di ricarica effettiva è direttamente proporzionale alla massima potenza elettrica utilizzabile.

Pensando metaforicamente in chiave "idraulica", in cui abbiamo una sequenza di tubazioni che trasportano il flusso di energia elettrica, è intuitivo immaginare che sarà proprio il "tubo più piccolo" a determinata la "portata" che arriverà nel pacco batterie per essere immagazzinata:

Componenti ricarica auto elettrica
Componenti ricarica auto elettrica

Quindi la massima potenza elettrica di ricarica utilizzabile sarà in realtà il valore minimo tra:

  • taglia del contatore elettrico della vostra abitazione, al netto degli assorbimenti degli altri elettrodomestici
  • potenza massima della stazione di ricarica, ovvero il caricatore portatile o del Wall box
  • potenza massima del caricatore di bordo dell'auto elettrica

Esplicitiamo meglio il ragionamento aggiungendo anche qualche numero sul piatto della valutazione.

Potenza contatore elettrico domestico

I contratti di tipo residenziale prevedono normalmente un contatore elettrico monofase con potenza compresa tra 3,0 kW e 6,0 kW, incrementabile con scatti di 0,5 kW, per servire tutti i carichi elettrici; per salire ulteriormente occorre passare ad un contratto trifase.

La differenza di costo fisso in bolletta per un incremento di potenza impegnata del contatore pari ad 1 kW è di circa 23 Euro/anno.

Quindi non fatevi prendere da alcuna ansia sull'incremento della potenza contrattuale col vostro fornitore di energia elettrica.

Contatore Enel

Potenza caricatore di bordo auto elettrica

La potenza massima del caricatore di bordo varia a seconda del modello di auto elettrica; ho provato a costruire questa semplice tabella illustrativa di riferimento con le potenze massiche di ricarica (AC monofase, AC trifase e DC) dei modelli più venduti in Italia in cui è anche presente la capacità del pacco batterie:

ModelloAC MonofaseAC TrifaseDCBatteriaAutonomia
Fiat 500 Elettrica7,4 kW (32 A)11 kW (16A)-21,3 kWh135 km
Smart EQ Fortwo4,6 kW (20 A)4,6 kW (20 A)-16,7 kWh100 km
Renault Twingo Electric7,4 kW (32 A)22 kW (32 A)-21,3 kWh130 km
Dacia Spring7,4 kW (32 A)-30 kW26,8 kWh170 km
Tesla Model 37,4 kW (32 A)11 kW (16 A)170 kW57,0 kWh380 km
Renault Zoe7,4 kW (32 A)22 kW (32 A)45 kW41,0 kWh255 km
Volkswagen ID.37,4 kW (32 A)11 kW (16 A)100 kW45,0 kWh275 km
Peugeot e-2087,4 kW (32 A)7,4 kW (32 A)100 kW45,0 kWh285 km
Potenza massima ricarica auto elettriche

Come vedete, sostanzialmente in tutti i casi, con alimentazione in corrente alternata monofase il limite di potenza del caricatore a bordo auto è di 7,4 kW.

Abbiamo tutto quanto ci serve per calcolare velocità e tempo di ricarica per i vari modelli nelle varie condizioni.

Calcolo velocità ricarica domestica auto elettrica

La velocità di ricarica che si utilizza è calcolata, in modo semplificato, come incremento dell'autonomia in un'ora di ricarica, ovvero:

Velocità_ricarica = Autonomia_massima / Capacità_Batteria * Potenza_ricarica

Applichiamola al caso della Dacia Spring, utilizzando una Wall Box da 7,4 kW monofase:

Velocità_ricarica = 170 km / 26,8 kWh * 7,4 kW = 47 km/ora

Vediamo cosa si ottiene con le auto più vendute nei vari scenari di ricarica domestica:

ModelloMonofase 3,6 kWMonofase 7,4 kWTrifase 11 kWTrifase 22 KW
Fiat 500 Elettrica23 km/h47 km/h70 km/h70 km/h
Smart EQ Fortwo22 km/h28 km/h28 km/h28 km/h
Renault Twingo Electric22 km/h45 km/h67 km/h134 km/h
Dacia Spring23 km/h47 km/h--
Tesla Model 324 km/h49 km/h73 km/h73 km/h
Renault Zoe22 km/h46 km/h68 km/h137 km/h
Volkswagen ID.322 km/h45 km/h67 km/h67 km/h
Peugeot e-20823 km/h47 km/h47 km/h47 km/h
Velocità ricarica domestica auto elettriche più vendute in Italia

Come potete vedere, in pratica, il risultato relativo alla velocità di ricarica a casa in garage è piuttosto semplice:

  • utilizzando un caricatore portatile con presa Schuko (3,6 kW monofase) recuperate poco più di 20 km di autonomia in un'ora di ricarica
  • passando ad un caricatore portatile con presa industriale o Wall Box monofase (7,4 kW monofase) salite intorno ai 45 km di autonomia addizionale con un'ora di ricarica

Se proprio voleste passare ad un contratto trifase avreste anche queste opzioni ulteriori

  • con Wall Box trifase da 11 kW arrivate, ma non in tutti i casi, a 70 km di autonomia per un'ora di ricarica
  • arrivando al trifase da 22 kW solo con due modelli di auto potete arrivare a 130 km di autonomia aggiuntiva in un'ora di ricarica

Come potete notare l'auto elettrica super economica Dacia Spring non prevede nemmeno l'opzione ricarica AC trifase: nessun fronzolo che non sia strettamente utile.

Calcolo tempo di ricarica domestica auto elettrica

Completiamo l'esercizio, sempre a scopo illustrativo, stimando il tempo necessario per ricaricare la batteria di una Renault Zoe con diverse percorrenze giornaliere tra l'uso cittadino e da pendolare:

PercorrenzaMonofase 3,6 kWMonofase 7,4 kWTrifase 11 kWTrifase 22 KW
25 km1 ora 7 minuti32 minuti22 minuti11 minuti
50 km2 ore 14 minuti1 ore 5 minuti44 minuti22 minuti
75 km3 ore 21 minuti1 ora 38 minuti1 ora 6 minuti33 minuti
100 km4 ore 28 minuti2 ore 10 minuti1 ora 28 minuti44 minuti
Tempo ricarica domestica auto elettrica Renault Zoe

Come potete vedere sono tutti tempi perfettamente compatibili con la ricarica notturna in modo da non avere conflitti con gli altri elettrodomestici ed accedere ai costi minori in caso di tariffe biorarie.

Livello batteria e temperatura

Le prestazioni effettive della ricarica vengono però influenzate anche da altri due fattori principali intrinseci alle batterie:

  • livello di carica del pacco batterie dell'auto elettrica
  • temperatura

Il grafico seguente mostra la velocità di carica, espressa in kW, in funzione di quanto è carica la batteria espressa in %:

Velocità ricarica vs livello batteria
Velocità ricarica vs livello batteria

In questo esempio illustrativo, la velocità di carica inizia lentamente a diminuire lentamente quando la batteria è carica al 70%, il calo è più ripido quando la batteria raggiunge l’80% e al 90%: la velocità di carica è già ridotta in modo molto significativo.

Il motivo è che quando la batteria si riempie di più, deve essere caricata più lentamente.

Continuando nell’esempio, la ricarica rapida oltre l’80÷90% della batteria è meno utile, poiché la ricarica diventerà sempre più lenta.

La curva di carica di ciascun veicolo è diversa e dipende dalle scelte progettuali effettuate dal costruttore.

In generale, per avere la massima velocità di ricarica, è sempre meglio operare con un livello della batteria compreso tra 10% e 90%.

La temperatura della batteria ha un’influenza significativa sulla velocità di carica: il funzionamento è ottimale quando è compresa tra 20 °C e 30 °C.

Quanti kW servono per ricaricare un'auto elettrica?

Grazie all'esercizio precedente, focalizzato su un uso prettamente cittadino o pendolare con percorrenza media quotidiana limitata, abbiamo una conclusione pratica di massima per la ricarica domestica dell'auto elettrica:

  • contatore monofase da 6 kW o 3÷4,5 kW con sperimentazione Arera
  • Wall Box monofase da 7,4 kW

Personalmente eviterei esercizi di economia spinta di riduzione della taglia del contatore poiché il risparmio sarebbe limitato rispetto alla scomodità di limitare ulteriormente la velocità di ricarica. Potrebbe valerne la pena solo utilizzando una Wall Box intelligente in grado di regolare la ricarica in funzione della potenza elettrica totale assorbita dalla nostra abitazione assicurando di evitare il distacco del contatore.

Ricordo che è comunque possibile utilizzare un caricatore portatile monofase da 7,4 kW massimi con presa elettrica industriale in cui però la potenza di ricarica è fissata mediante impostazione manuale.

Ricarica auto elettrica a casa, quanti KW servono realmente ?

Molto interessante è la sperimentazione avviata con la Delibera 541/20/R/EEL per la ricarica intelligente nelle fasce orarie con tariffe ridotte (F3).

Nella pratica, aderendo alla sperimentazione, nelle fasce orarie serali, notturne e festive il nostro contatore sarà in grado di erogare fino a 6 kW indipendentemente dalla sua potenza contrattuale!

Per poterne usufruire è necessario disporre di un Wall Box smart in grado di programmare la ricarica negli orari di fascia F3.

Potete approfondire sul sito del GSE nella sezione Ricarica Veicoli Elettrici dove è anche presente un elenco aggiornato dei dispositivi idonei alla sperimentazione.

GSE per la mobilità sostenibile

Il passo successivo nel nostro ragionamento è quello di provare ad utilizzare anche, o soprattutto, l'energia proveniente dall'impianto fotovoltaico domestico per ricaricare la nostra auto elettrica.

Auto elettrica e fotovoltaico

Dopo questa lunga introduzione passiamo finalmente ad auto elettrica ed impianto fotovoltaico: un connubio vincente, soprattutto se abbiamo la possibilità di ricaricare durante gli orari di produzione.

Auto elettrica e fotovoltaico
Auto elettrica e fotovoltaico

Dati reali di un impianto fotovoltaico

Partiamo da una bella giornata di maggio dove il mio impianto fotovoltaico, 3 kWp situato in provincia di Pavia, ha prodotto 16,3 kWh con una potenza di picco di 1,9 kW:

Produzione impianto fotovoltaico
Produzione impianto fotovoltaico

Vediamo ora come questa energia proveniente dal sole sia stata effettivamente utilizzata nella mia casa elettrica con pompa di calore per riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria e piano a induzione in cucina:

Produzione impianto fotovoltaico e consumi domestici
Produzione impianto fotovoltaico e consumi domestici

Sottraendo potenza elettrica consumata e prodotta possiamo apprezzare la potenza prelevata ed immessa in rete, in termini energetici 9,6 kWh prelevati e 4,3 kWh immessi, ovvero un autoconsumo del fotovoltaico del 74%:

Potenza prelevata ed immessa in rete
Potenza prelevata ed immessa in rete

Potremmo pensare di sfruttare l'energia prodotta in eccesso dall'impianto fotovoltaico ed immessa in rete per ricaricare l'auto elettrica se:

  • il nostro Wall Box smart è in grado di regolare la potenza di ricarica in modo che segua esattamente la potenza in eccesso che sarebbe immessa in rete
  • possiamo ricaricare la nostra auto elettrica durante il giorno
  • disponiamo di una batteria di accumulo che permette di utilizzare di sera e notte l'energia prodotta durante il giorno per la ricarica

Fotovoltaico e le quattro stagioni

Per non limitarmi ad una fortunata giornata primaverile, vediamo anche come varia la produzione del mio impianto fotovoltaico da 3 kWp in provincia di Pavia nel corso delle stagioni:

Possiamo anche aggiungere il confronto tra energia prodotta, consumata, immessa e prelevata negli ultimi 12 mesi:

Bilancio energetico ultimi 12 mesi della mia casa elettrica
Bilancio energetico ultimi 12 mesi della mia casa elettrica

Focalizzandosi solo su energia prodotta ed immessa vediamo che margini sarebbero disponibili nel mio impianto fotovoltaico da 3 kWp in provincia di Pavia per ricaricare un'eventuale auto elettrica:

Energia prodotta ed immessa ultimi 12 mesi della mia casa elettrica
Energia prodotta ed immessa ultimi 12 mesi della mia casa elettrica

Sintetizzerei tutte queste evidenze sul mio impianto fotovoltaico da 3 kWp in provincia di Pavia nel modo seguente:

  • in primavera ed estate vengono immessi in rete tra i 100 ed i 200 kWh/mese ovvero 3,3÷6,7 kWh/giorno
  • in autunno ed inverno l'autoconsumo del fotovoltaico è sostanzialmente totale a causa della produzione ridotta e del consumo della pompa di calore per riscaldamento

Fotovoltaico e percorrenza giornaliera auto elettrica

Questa produzione in eccesso del mio fotovoltaico è sufficiente per ricaricare un'auto elettrica? Dipende fondamentalmente dalla combinazione della percorrenza quotidiana media ed i consumi elettrici medi.

Come dato di riferimento consideriamo che la percorrenza media annuale delle autovetture in Italia è intorno ai 12.000 km corrispondenti ad una media di circa 55 km/giorno.

Per fare qualche calcolo, il dato necessario è il consumo medio dell'auto elettrica, normalmente espresso in kWh/100 km (in analogia ai consumi di carburante per le auto con motore a combustione interna).

Possiamo riprendere la tabella utilizzata in precedenza relativa alle auto elettriche più vendute, dividere la capacità del pacco batterie per l'autonomia ed ottenere questi dati illustrativi dei consumi medi:

ModelloBatteriaAutonomiaConsumi
Fiat 500 Elettrica21,3 kWh135 km15,8 kWh/100 km
Smart EQ Fortwo16,7 kWh100 km16,7 kWh/100 km
Renault Twingo Electric21,3 kWh130 km16,4 kWh/100 km
Dacia Spring26,8 kWh170 km15,8 kWh/100 km
Tesla Model 357,0 kWh380 km15,0 kWh/100 km
Renault Zoe41,0 kWh255 km16,1 kWh/100 km
Volkswagen ID.345,0 kWh275 km16,4 kWh/100 km
Peugeot e-20845,0 kWh285 km15,8 kWh/100 km
Consumi auto elettriche più vendute in Italia

Come vedete i consumi medi dei modelli di auto elettrica più venuti in Italia non si discostano troppo: siamo intorno ai 15÷17 kWh/100 km (da notare come la Tesla Model 3 sia sempre la più efficiente nonostante sia molto più pesante ed ingombrante di tante piccole city car). Nel caso di un utilizzo prettamente cittadino questi valori saranno inferiori.

Vediamo quindi quali siano i consumi elettrici per diverse percorrenze giornaliere (ho escluso quelle che non potrebbero essere coperte dal 70% della capacità del pacco batterie):

Modello25 km50 km75 km100 km150 km
Fiat 500 Elettrica4,07,911,9--
Smart EQ Fortwo4,28,412,5--
Renault Twingo Electric4,18,212,3--
Dacia Spring4,07,911,915,8-
Tesla Model 33,87,511,315,022,5
Renault Zoe4,08,112,116,124,2
Volkswagen ID.34,18,212,316,424,6
Peugeot e-2084,07,911,915,823,7
Consumi giornalieri (kWh) auto elettriche più vendute in Italia

Con una percorrenza giornaliera di 25 km/giorno potrei anche cavarmela, per quanto in modo estremamente risicato in primavera ed estate, col mio impianto fotovoltaico in provincia di Pavia da 3 kWp.

Quanti pannelli solari per l'auto elettrica?

Siamo ora finalmente pronti a fare qualche calcolo per stabilire quanti pannelli solari servono per l'auto elettrica.

Non ritengo sia assolutamente sensato nemmeno provare pensare ad un impianto fotovoltaico dedicato all'auto elettrica.

E' infatti una fonte energetica totalmente pulita che, affiancata alla rete elettrica, possa contribuire a coprire tutti i fabbisogni energetici dell'abitazione:

  • illuminazione, elettrodomestici (inclusa cucina ad induzione)
  • pompa di calore per riscaldamento, raffrescamento e produzione acqua calda sanitaria
  • auto elettrica

Dimensionamento impianto fotovoltaico

Il dimensionamento del fotovoltaico dipende quindi dall'insieme dei componenti del sistema energetico della nostra abitazione.

Che POTENZA deve avere il FOTOVOLTAICO per RICARICARE L'AUTO elettrica? - #127

Un approccio di massima è determinare il contributo di capacità del fotovoltaico per sostenere la ricarica diurna della nostra auto elettrica. Il calcolo sarebbe comunque il medesimo anche dovessimo utilizzare una batteria di accumulo per poter spostare la "ricarica solare" durante la fascia notturna.

Partiamo con qualche semplice considerazione sui fattori che potrebbero portare ad un sovradimensionamento del fotovoltaico, del tutto anti-economico, nel tentativo di coprire integralmente i fabbisogni di energia elettrica anche durante autunno ed inverno:

  • in autunno ed inverno irraggiamento solare e produzione del fotovoltaico sono al minimo (indicativamente solo il 12,5 % della produzione raggiunta a fine primavera)
  • l'autonomia del pacco batterie, con le temperature esterne più rigide, è ridotta significativamente (anche un 30% in meno a parità di capacità)
  • i consumi della pompa di calore per riscaldamento dell'auto elettrica sono al massimo
  • il meccanismo di scambio sul posto per il fotovoltaico ha una convenienza che si è man mano ridotta col tempo

Per il nostro esercizio di dimensionamento del fotovoltaico per la ricarica domestica dell'auto elettrica consideriamo dunque solo i 6 mesi di primavera ed estate, ovvero da aprile a settembre.

Il primo passo è quello di utilizzare lo strumento online PVGIS per poter calcolare la producibilità del fotovoltaico nel luogo dove abitiamo:

Con i parametri predefiniti, orientamento a sud ed inclinazione a sud, abbiamo le seguenti producibilità mensile di riferimento (espressa in kWh/mese per un fotovoltaico da 1 kWp):

LocalitàAprileMaggioGiugnoLuglioAgostoSettembre
Milano125143145162148126
Roma137155155169163134
Palermo140158155168164132

Per semplicità possiamo assumere una producibilità minima del fotovoltaico di 130 kWh/mese per kWp ovvero 4,3 kWh/giorno per kWp.

Potenza fotovoltaico e percorrenza giornaliera auto elettrica

Il secondo passo è stimare la quantità di energia elettrica da ricaricare e la corrispondente potenza del fotovoltaico conoscendo il consumo medio dell'auto elettrica, che assumiamo per semplicità essere pari a 17 kWh/100 km, e la percorrenza giornaliera:

Potenza_FV = Percorrenza_giornaliera * Consumo_Medio / Producibilità_FV

Consideriamo come esempio una producibilità del fotovoltaico di 4,3 kWh/giorno per kWp con una percorrenza giornaliera di 50 km:

50 km/giorno * 17 kWh / 100 km / 4,3 kWh/giorno/kWp = 2,0 kWp

Completando la tabellina per diverse percorrenze otteniamo i dati seguenti per il dimensionamento del fotovoltaico con l'auto elettrica:

PercorrenzaRicaricaPotenza FV
25 km/giorno4,3 kWh/giorno1,0 kWp
50 km/giorno8,5 kWh/giorno2,0 kWp
75 km/giorno12,8 kWh/giorno3,0 kWp
100 km/giorno17,0 kWh/giorno4,0 kWp
Dimensionamento fotovoltaico per auto elettrico

Ricordo che, in base alle assunzioni iniziali, in questo modo copriremo totalmente mediante il fotovoltaico il fabbisogno medio per la ricarica dell'auto elettrica in primavera ed estate, mentre in autunno ed inverno la copertura sarà solo parziale.

Come anticipato, per beneficiare al massimo del fotovoltaico dovremo necessariamente utilizzare un Wall Box smart in grado di adeguare la potenza di ricarica dell'auto elettrico al produzione in eccesso che sarebbe immessa in rete.

Quanto costa ricaricare l'auto con il fotovoltaico?

Concludiamo i nostri ragionamenti numerici provando a calcolare quanto costa ricaricare l'auto elettrica a casa in diversi scenari:

  • ricarica domestica auto elettrica senza fotovoltaico
  • ricarica auto elettrica a casa con impianto fotovoltaico
  • ricarica domestica auto elettrica con impianto fotovoltaico e batteria di accumulo

Purtroppo le forti perturbazioni sul costo delle fonti energetiche potrebbero influenzare molto questo calcolo.

Costo ricarica domestica auto elettrica senza fotovoltaico

In questo caso il calcolo è molto semplice: occorre moltiplicare i consumi stimati per la tariffa applicata.

Disponendo di una tariffa bioraria si trae sicuramente un vantaggio nell'effettuare la ricarica la sera, la notte e nei weekend / giorni festivi.

Assumendo un consumo medio di 16 kWh / 100 km avremo i seguiti costi di ricarica domestica dell'auto elettrica in funzione della tariffa elettrica e della percorrenza media annua:

Costo Energia5.000 km10.000 km15.000 km20.000 km25.000 km30.000 km40.000 km
0,15 Eur/kWh120240360480600720960
0,20 Eur/kWh1603204806408009601.280
0,25 Eur/kWh2004006008001.0001.2001.600
0,30 Eur/kWh2404807209601.2001.4401.920
0,35 Eur/kWh2805608401.1201.4001.6802.240
0,40 Eur/kWh3206409601.2801.6001.9202.560
Costo ricarica domestica auto elettrica senza fotovoltaico

Notate come le forchette di costo dell'energia corrispondano a grandi linee al costo dell'elettricità dalla rete in fascia F3 e quello di una colonnina di ricarica rapida: in termini economici il vantaggio della ricarica domestica dell'auto elettrica è molto grande.

In termini unitari parliamo di un costo compreso tra 0,02 e 0,06 Eur/km.

Per completezza facciamo il confronto con la mia auto a benzina attuale che ha un consumo di 6,7 litri / 100 km:

Costo Energia5.000 km10.000 km15.000 km20.000 km25.000 km30.000 km40.000 km
1,4 Eur/litro4699381.4071.8762.3452.8143.752
1,5 Eur/litro5031.0051.5082.0102.5133.0154.020
1,6 Eur/litro5361.0721.6082.1442.6803.2164.288
1,7 Eur/litro5701.1391.7092.2782.8483.4174.556
1,8 Eur/litro6031.2061.8092.4123.0153.6184.824
Costo benzina auto

In termini unitari parliamo di un costo compreso tra 0,09 e 0,12 Eur/km.

Come vedete davvero un grande risparmio anche con le tariffe elettriche meno favorevoli, senza considerare il vantaggio sulla manutenzione.

Costo ricarica domestica auto elettrica con impianto fotovoltaico

Passiamo ora alla soluzione che considero ottimale dal punto di vista economico: ricarica domestica dell'auto elettrica tramite impianto fotovoltaico.

Il primo pensiero, in uno scenario ideale, sarebbe quello di considerare il costo della ricarica dell'auto elettrica tramite fotovoltaico zero.

Questa approssimazione non sarebbe corretta perché in realtà stiamo sfruttando per ricaricare l'auto elettrica una parte dell'investimento iniziale per la realizzazione dell'impianto fotovoltaico. Utilizziamo qualche dato per stimare questo costo.

Consideriamo ora i seguenti costi indicativi, che sicuramente scenderanno ulteriormente nel corso del tempo, per un impianto fotovoltaico in funzione della sua taglia:

Potenza impianto fotovoltaicoCosto impianto chiavi in mano
3,0 kWp6.000 Eur
4,5 kWp8.500 Eur
6,0 kWp10.300 Eur
7,5 kWp11.800 Eur
Costo impianto fotovoltaico

Come già spiegato in precedenza, possiamo stimare la producibilità annua nella località di installazione:

Produzione annua fotovoltaico3,0 kWp4,5 kWp6,0 kWp7,5 kWp
Milano3.933 kWh5.900 kWh7.866 kWh9.833 kWh
Roma4,533 kWh6.800 kWh9.066 kWh11.333 kWh
Palermo4.569 kWh6.854 kWh9.138 kWh11.423 kWh
Costo unitario energia elettrica prodotta col fotovoltaico

Considerando ora come periodo di ammortamento dell'impianto 25 anni (durata presunta) ed il costo di installazione possiamo ricavare il costo unitario dell'energia elettrica prodotta in funzione della taglia dell'impianto nelle tre località di riferimento:

Costo energia fotovoltaico3,0 kWp4,5 kWp6,0 kWp7,5 kWp
Milano0,06 Eur/kWh0,06 Eur/kWh0,05 Eur/kWh0,05 Eur/kWh
Roma0,05 Eur/kWh0,05 Eur/kWh0,05 Eur/kWh0,04 Eur/kWh
Palermo0,05 Eur/kWh0,05 Eur/kWh0,05 Eur/kWh0,04 Eur/kWh
Costo unitario energia elettrica prodotta col fotovoltaico

Per semplicità possiamo dunque considerare un costo unitario dell'energia elettrica prodotta mediante fotovoltaico pari a 0,05 Eur/kWh.

Abbiamo finalmente tutti i dati per calcolare quanto costa ricaricare l'auto elettrica col fotovoltaico in funzione della percorrenza annua, considerano sempre come consumo medio 0,16 kWh/100 km:

Percorrenza annuaCosto annuo ricarica con fotovoltaico
5.000 km40 Eur
10.000 km80 Eur
15.000 km120 Eur
20.000 km160 Eur
25.000 km200 Eur
30.000 km240 Eur
40.000 km320 Eur
Costo ricarica domestica auto elettrica con fotovoltaico

In termini unitari, la risposta alla domanda quanto costa ricaricare l'auto elettrica col fotovoltaico è 0,01 Eur/km. Non è zero ma è comunque davvero poco se confrontato con gli altri scenari di rifornimento mediante carburante o rete elettrica.

Come detto all'inizio questo è però lo scenario ottimale, ovvero:

  • ricaricare l'auto elettrica di giorno utilizzando esclusivamente con la produzione in eccesso dell'impianto fotovoltaico. Questo non è sempre possibile, soprattutto con grandi percorrenze giornaliere o comunque con l'auto fuori casa per tutto il giorno.
  • la produzione del fotovoltaico è in grado di coprire tutto il fabbisogno dell'auto elettrica anche nella stagione autunnale ed invernale

Nella realtà, come già visto in precedenza, è più realistico puntare ad una copertura di 6 mesi (aprile - settembre) per cui il beneficio si riduce.

Costo ricarica domestica auto elettrica con impianto fotovoltaico e batteria di accumulo

Per pensare di sfruttare l'energia del sole in tutti i casi dovremmo dotarci anche di una batteria di accumulo. Vediamone la convenienza.

Consideriamo i seguenti costi indicativi, che sicuramente scenderanno ulteriormente nel corso del tempo, per una batteria di accumulo fotovoltaico in funzione della sua capacità:

Capacità batteria di accumulo fotovoltaicoCosto impianto chiavi in mano
2,4 kWh3.700 Eur
4,8 kWh6.500 Eur
7,2 kWh8.500 Eur
10 kWh10.100 Eur
Costo batteria di accumulo fotovoltaico

Considerano nuovamente un consumo elettrico giornaliero dell'auto elettrica di 16 kWh / 100 km ed un'inefficienza del 15 % per il processo di accumulo / scarica otteniamo le seguenti percorrenze giornaliere coperte dalla batteria di accumulo del fotovoltaico:

Capacità batteria di accumulo fotovoltaicoPercorrenza giornaliera auto elettrica
2,4 kWh13 km
4,8 kWh26 km
7,2 kWh38 km
10 kWh53 km
Capacità batteria di accumulo fotovoltaico vs percorrenza giornaliera auto elettrica

Quindi, in sintesi, per spostare la produzione diurna del fotovoltaico per la ricarica notturna dell'auto elettrica per una percorrenza aggiuntiva rispettivamente di 25 o 50 km giornalieri serve una batteria di accumulo da 4,8 oppure 10 kWh.

Possiamo assumere ottimisticamente una vita di 20 anni per la batteria di accumulo: questo vorrebbe dire aggiungere il seguente costo annuo a quello della produzione dell'energia mediante fotovoltaico:

Capacità batteria di accumulo fotovoltaicoCosto annualizzato
2,4 kWh185 Eur/anno
4,8 kWh325 Eur/anno
7,2 kWh425 Eur/anno
10 kWh505 Eur/anno
Costo batteria di accumulo fotovoltaico

Come vedete l'incremento di costo determinato dall'utilizzo di una batteria di accumulo è significativo ed in grado di ridurre notevolmente il vantaggio derivante dall'uso del fotovoltaico per la ricarica domestica dell'auto elettrica.

Come ricaricare l'auto elettrica con il fotovoltaico: Wall box smart

Abbiamo compreso come la soluzione ottimale per ricaricare l'auto elettrica col fotovoltaico sia quella di utilizzare una Wall Box smart in grado di regolare la potenza di ricarica anche in base alla misura della potenza scambiata con la rete elettrica.

Ho quindi identificato i migliori prodotti che possono supportare l'integrazione con l’impianto fotovoltaico e la batteria di accumulo:

ABB Terra AC Wallbox

Le caratteristiche principali di ABB Terra AC Wallbox sono le seguenti:

  • gestione dinamica carichi: predisposto per la comunicazione con misuratore di energia esterno per la gestione dinamica del carico (ABB EQ meter
  • presa o cavo fisso con connettore Tipo 2 (7,4kW e 22kW)
  • versione monofase fino a 7,4 kW / 32A e trifase fino a 22 kW / 32A
  • installazioni ad uso interno ed esterno (protezione IP54)
  • connettività Ethernet, Bluetooth e WiFi
  • supporto protocollo OCPP 1.6
  • gestione remota tramite web o app ABB ChargerSync

Lo schema logico di collegamento della stazione di ricarica ABB Terra AC Wallbox con un misuratore di corrente ABB EQ Meter è il seguente:

ABB Terra AC Wallbox
Schema collegamento ABB Terra AC Wallbox con EQ Meter

La modalità di funzionamento del bilanciamento di carico di ABB Terra AC Wallbox prevede la regolazione della potenza di ricarica con scalini del 10% per assicurare che la potenza prelevata dalla rete sia sempre all'interno di una soglia massima e minima configurabili.

ABB Wall Box Terra AC installazione colonnina 7,4 kw ricarica auto elettrica. Spina tipo 2

EO Mini Pro 2

La stazione di ricarica EO Mini Pro 2 è caratterizzata dalle dimensioni davvero ridotte.

Grazie a due sensori di corrente esterni ha le funzioni di ricarica solare e bilanciamento del carico.

Il funzionamento della ricarica solare è il seguente:

  • la potenza di ricarica viene regolata per seguire esattamente la potenza prodotta dai pannelli fotovoltaici misurata tramite un sensore esterno
  • nel caso la produzione scenda, la potenza di ricarica non scende al di sotto di una soglia minima configurabile per evitare continui avvii ed interruzioni tipici del passaggio di nuvole nel cielo

La gestione remota tramite app è assicurata dalla connettività mediante WiFi o Ethernet.

La potenza monofase massima è di 7,2 kW ed è presente un sensore RCD da 6 mA.

This Is The Smallest Solar EV Charger EO Mini Pro 2

EVBox Elvi

La Wall Box EVBox Elvi si caratterizza per l'ottimo design ed interfaccia.

EVBox Elvi supporta la gestione dinamica del carico, incluso l'autoconsumo del fotovoltaico, grazie all'integrazione nativa col sistema di monitoraggio e controllo dei carichi Smappee.

This is EVBox Elvi

Fimer Flexa Wallbox AC Inverter Net

Se volete una soluzione integrata all'origine per fotovoltaico, batteria di accumulo e ricarica auto elettrica prendete in considerazione la stazione di ricarica FIMER FLEXA Wallbox AC- Inverter Net.

La sua caratteristica peculiare è quella di essere integrata con l'inverter fotovoltaico con storage integrato Fimer React 2.

FIMER - FLEXA Wallbox AC - IT

MyEnergi Zappi

MyEnergi Zappi è un caricabatterie per auto elettriche intelligente: oltre a funzionare in modo standard può anche utilizzare l'energia generata dell'impianto fotovoltaico.

myenergi zappi eco-smart EV Charger

Tramite l'app myenergi è possibile impostare gli orari di utilizzo delle tariffe più economiche e la funzione boost.

MyEnergi Zappi prevede tre modalità di ricarica:

  • Eco: la ricarica viene regolata utilizzando l'energia prodotta in eccesso dal fotovoltaico insieme al minimo necessario prelevato dalla rete elettrica (nel caso la produzione del fotovoltaico sia inferiore ad 1,4 kW)
  • Eco+: la potenza di ricarica è erogata esclusivamente utilizzando quella prodotta in eccesso dal fotovoltaico interrompendosi quando non fosse sufficiente
  • Fast: l'auto elettrica viene caricata alla massima potenza possibile utilizzando sia il fotovoltaico che la rete elettrica
TUTORIAL funzionamento base wallbox Zappi Myenergi Flexienergy

In assenza di impianto fotovoltaico, MyEnergi Zappi funziona esattamente come un normale punto di ricarica Mode 3.

Myenergi Zappi la migliore wallbox per la tua elettrica

Fronius Wattpilot Go

Fronius Wattpilot Go è una soluzione di ricarica dell'auto elettrica intelligente e flessibile.

Fronius Wattpilot: soluzione di ricarica per tutte le auto elettriche (IT)

Opera in Modo 2 e permette di scegliere tra due diverse modalità di carica: Eco Mode e Next Trip Mode.

Il dispositivo può essere gestito da smartphone mediante lʼapp Fronius Solar.Wattpilot, che
fornisce anche una panoramica del processo di ricarica in corso.

E' predisposto per l'integrazione con l'impianto fotovoltaico, così la ricarica dei veicoli diventa ancora più conveniente grazie all'utilizzo dell'energia in surplus prodotta dal fotovoltaico: la potenza di ricarica varia dinamicamente tra 1,38 kW ed il massimo di a 11 kW o 22 kW a seconda del modello.

Scame Smart Wall Box

NUOVO SMART WALL BOX BE.205 con power management

Silla Prism Solar RFID monofase

Finalmente monto PRISM: La Wallbox definitiva?
Come installare PRISM SOLAR - TUTORIAL - caricabatterie per auto elettriche di Silla Industries

SMA EV Charger

SMA EV Charger permette di ricaricare l'auto elettrica in maniera intelligente e sostenibile disponendo di un impianto fotovoltaico: ricaricando tramite l'energia solare i costi si riducono al minimo.

I vantaggi principali di SMA EV Charger sono i seguenti:

  • Compatibilità: con tutti i veicoli elettrici grazie al cavo di ricarica di tipo 2 con collegamento fisso ed alla possibilità di integrazione in impianti fotovoltaici nuovi e già esistenti
  • Semplicità: gestione da dispositivo e smartphone con app SMA Energy, funzione boost per ricarica a velocità doppia

SMA EV Charger prevede tre modalità di ricarica:

  • Ottimizzata per il fotovoltaico: la ricarica viene effettuata utilizzando esclusivamente l'energia prodotta dal fotovoltaico
SMA EV Charger
SMA EV Charger: ricarica ottimizzata per il fotovoltaico
  • Ottimizzata in base alla programmazione: impostando l'energia da ricaricare e l'ora di partenza la carica viene pianificata automaticamente per ottenere il costo minimo, sfruttando sia il fotovoltaico che la rete elettrica, ma avendo la certezza sul livello della batteria raggiunto quando dobbiamo partire
SMA EV Charger
SMA EV Charger: ricarica ottimizzata in base alla programmazione
  • Veloce: ricarica alla massima potenza possibile utilizzando sia il fotovoltaico che la rete elettrica
SMA EV Charger
SMA EV Charger: ricarica veloce
Le modalità di ricarica elettrica con SMA EV Charger

Il sistema di gestione energetica SMA sarà così composto:

  • Inverter fotovoltaico SMA
  • SMA EV Charger
  • Sunny Home Manager 2.0
SMA Home Energy System

Smappee EV Wall

Smappee EV Wall. Charge safely at home using solar energy.

SolarEdge EV Charger

L'inverter monofase con caricabatterie per veicoli elettrici SolarEdge EV Charger consente di ricaricare la propria auto elettrica direttamente con l’energia del sole, massimizzando l'autoconsumo del fotovoltaico e riducendo le bollette elettriche.

L'inverter solare con caricabatterie per veicoli elettrici di SolarEdge

E' anche possibile ricaricare l'auto elettrica ad una velocità fino a 2,5 volte superiore rispetto ad un caricabatterie tradizionale grazie alla modalità Solar Boost che utilizza simultaneamente l'energia fotovoltaica e quella della rete.

Con SolarEdge EV Charger non dovrai installare separatamente un caricabatterie per veicoli elettrici ed un inverter fotovoltaico e potrai utilizzare unicamente la piattaforma di monitoraggio SolarEdge:

SolarEdge EV Charger
SolarEdge EV Charger

Le caratteristiche principali dell'inverter per fotovoltaico con presa di ricarica per auto elettrica monofase SolarEdge EV Charger sono le seguenti:

  • Inverter fotovoltaico monofase con potenza di ingresso da 5,7 a 9,3 kW e potenza di uscita da 3,68 a 6 kW
  • Stazione di ricarica in modo 3, con potenza di ricarica auto elettrica di 7,4 kW
  • Programmazione intelligente con tariffe a fasce orarie: consente di ricaricare prelevando l’energia dalla rete sfruttando le ore a fascia ridotta della tariffa bioraria
  • Monitoraggio produzione fotovoltaico, carica auto elettrica e prelievo dalla rete per ottenere visibilità e controllo sull’utilizzo domestico dell’energia
  • Gestione remota tramite app mySolarEdge per smartphone: avvia e interrompi la ricarica ovunque ti trovi
  • Visualizzazione durata, energia fotovoltaico ed energia totale della ricarica
  • Configurazione iniziale facilitata tramite l’app SetApp su smartphone

I vantaggi principali di SolarEdge EV Charger sono i seguenti:

  • Combinazione di fotovoltaico e rete elettrica per una velocità di ricarica fino a 2,5 volte superiore rispetto ai caricabatterie tradizionali
  • Massimizzazione autoconsumo fotovoltaico tramite la ricarica dell'auto elettrica
  • Progettazione per l'utilizzo con gli ottimizzatori SolarEdge
  • Efficienza del 99% e alta affidabilità grazie alla tecnologia HD-Wave
  • Installare semplice come un inverter SolarEdge standard
  • Integrazione nella piattaforma di monitoraggio SolarEdge
  • Funzioni di sicurezza avanzate - protezione da arco elettrico integrata
  • RCD da 6 mA CC integrato (in conformità alla IEC62752:2016)

Wallbox Pulsar Plus

Wallbox Pulsar Plus
Hai/vuoi un' auto elettrica? 👀 DEVI GUARDARE QUESTO WALLBOX 🔋 carica batteria TOP TECH !!!

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