sun2wheel | Charge and discharge – La storia di sun2wheel

Charge and discharge – La storia di sun2wheel

20. Aprile 2021

Oggi il nostro team è molto orgoglioso di annunciare il go-live di sun2wheel AG. La startup con sede in Svizzera fornisce infrastrutture di ricarica e batterie di secondo uso in combinazione con app incentrate sull’utente per famiglie, condomini e PMI con grandi flotte di veicoli elettrici. sun2wheel è specializzata nella gestione di infrastrutture di ricarica bidirezionali e sistemi di gestione per batterie di veicoli elettrici di secondo uso.

I nostri sistemi creano valore per i clienti massimizzando le prestazioni di guida a energia solare, aumentando l’indipendenza dalla rete e minimizzando la domanda di picco con batterie fisse e/o mobili. In sintesi, questo abbassa il costo totale di proprietà (TCO, Total Cost of Ownership) e ottimizza l’uso delle risorse di energia solare distribuita.

Con questo articolo, vorrei delineare brevemente la motivazione e l’opportunità che il team sun2wheel sta perseguendo.

I veicoli elettrici hanno fatto molta strada

Anche se i veicoli elettrici sono stati introdotti più di 100 anni fa, c’è stata una pietra miliare più recente e molto speciale nella storia dei veicoli elettrici in Svizzera che è strettamente legata alla missione di sun2wheel. Nel 1985, alcuni appassionati e pionieri si sono riuniti e hanno creato il primo rally a energia solare chiamato “Tour de Sol” per dimostrare il potenziale dell’energia solare al grande pubblico. Nelle prime versioni, gli EV erano alimentati esclusivamente da pannelli solari a bordo con una potenza nominale massima di 480 watt e una piccola batteria al piombo con una capacità di circa 5 kWh. Il “Tour de Sol” ha creato molto scalpore e ha affascinato il pubblico. Dopo tutti questi anni, andare in giro con l’energia solare economica e pulita è ancora il sogno dei primi devoti di EV. Ma la storia non finisce qui!

Qualche anno dopo, la EV1 di GM arrivò sul mercato americano con una batteria da 18 kWh. Nei primi anni 2000, non abbiamo visto un aumento della capacità delle batterie nei prototipi EV, ma piuttosto un cambiamento nella tecnologia: spinte dalla domanda di elettronica portatile, le batterie agli ioni di litio sono diventate il principale concorrente e sono state utilizzate in forma leggermente modificata in molti nuovi EV come la Tesla Roadster (2008). A quanto pare, il “tZero” (il predecessore della Roadster) e i primi prototipi della Roadster avevano una funzione di ricarica bidirezionale, il che significa che l’EV potrebbe anche essere scaricato quando è collegato alla rete per bilanciare la rete durante i periodi di alta o bassa domanda. Tuttavia, questa caratteristica della Roadster era probabilmente in anticipo sui tempi, poiché i regolamenti non permettevano ai veicoli di immettere in rete energia che non provenisse dall’energia eolica o solare. Infine, a differenza di oggi, l’energia solare era significativamente più costosa dell’energia proveniente dalla rete allora.

Negli anni 2010, la tecnologia delle batterie agli ioni di litio è stata ulteriormente adattata per l’uso nei veicoli elettrici, e la curva di apprendimento ha continuato a guidare i costi delle batterie verso il basso. Di conseguenza, i nuovi veicoli elettrici con capacità di batteria superiore a 70 kWh possono facilmente trasportare gli individui da 500 a 600 km con una sola carica. I nuovi arrivati, come Nio, promettono di superare i 1000 km di autonomia con un’impressionante capacità della batteria di 150 kWh!

Come un appassionato di EV o un early adopter, sei probabilmente consapevole del fatto che una gamma così lunga non è necessaria nella maggior parte delle situazioni, in quanto la maggior parte degli individui raramente guida oltre una distanza di 30 km al giorno in media (equivalente a circa 5kWh). Tuttavia, molti utenti EV comprano intenzionalmente un EV a lungo raggio per gestire viaggi poco frequenti ma abbastanza lunghi con poche fermate rapide/supercariche.

La ” capacità ” della vostra casa

sun2wheel | Bild: Charge and discharge – La storia di sun2wheel

È fondamentale interpretare la discussione sull’autonomia e le dimensioni delle batterie degli e-veicoli nel contesto del sistema energetico o della famiglia prosumer (cioè i consumatori con il proprio impianto solare). Il consumo medio di una casa monofamiliare è di circa 10 kWh al giorno (circa un terzo di questa domanda è soddisfatta direttamente attraverso l’autoconsumo attraverso il sistema solare sul tetto stesso, riducendo ulteriormente il consumo medio netto). La maggior parte dei nuovi EV che arriveranno sul mercato nei prossimi mesi avranno una capacità della batteria di oltre 35kWh, almeno 3 volte superiore al consumo della famiglia media. I tipici EV di fascia media, tuttavia, offriranno certamente capacità di batteria da qualche parte a nord di 60kWh, o almeno 6 volte di più del vostro consumo medio giornaliero!

La figura qui sopra mostra le capacità delle batterie dei veicoli elettrici bidirezionali (cioè la batteria può essere scaricata quando è collegata al nostro caricatore bidirezionale) e come si confrontano con il consumo medio giornaliero di elettricità delle famiglie. La cosa eccitante è che sempre più EV avranno capacità bidirezionali, fornendo un modo a basso costo per immagazzinare l’energia solare in eccesso o un modo nuovo per fornire servizi ausiliari agli operatori di rete.

Per essere chiari, se state pianificando un lungo viaggio su strada, certamente non userete la batteria del vostro veicolo elettrico per alimentare i vostri elettrodomestici o stabilizzare la rete. Tuttavia, tali viaggi non accadono spesso, e la missione di sun2wheels è quella di rendere questa capacità della batteria in eccesso disponibile per ogni edificio e per il sistema energetico nel suo complesso quando si utilizza il tuo EV solo per brevi viaggi.

Valori per l’utente

Molte famiglie possono trasformare il loro edificio in una piccola centrale elettrica con i propri pannelli solari e produrre elettricità per meno di 0,1 CHF/kWh (consumare elettricità dalla rete costa più del doppio). Così il tuo EV bidirezionale può aiutarti a immagazzinare l’energia solare in eccesso a basso costo durante il giorno e rilasciarla di notte o quando il sole non splende (Vehicle2Home, V2H).

sun2wheel | Bild: Charge and discharge – La storia di sun2wheel

Questo è anche economicamente molto efficiente, poiché il tuo EV è nella maggior parte dei casi più economico di una classica batteria stazionaria (se guardi il costo per kWh del tuo EV). Il nostro V2X-controller farà in modo che ci sia sempre abbastanza energia disponibile per coprire la distanza desiderata. Un’altra fonte di monetizzazione è la fornitura di energia di riserva per la rete elettrica. Già oggi, gli operatori di rete premiano gli operatori di stoccaggio (piccoli e grandi) quando forniscono riserve di potenza (positive e negative) per gestire squilibri temporanei nella rete elettrica. Pertanto, le famiglie o intere flotte possono partecipare a questi servizi ausiliari e monetizzare le batterie temporaneamente inattive riservando o trattenendo energia per la rete (Vehicle2Grid, V2G).

 

Attraverso la nostra app, rendiamo più tangibile l’esperienza di guidare con l’energia solare e di usare la batteria dei veicoli elettrici per alimentare una casa. L’app permette di impostare livelli minimi di batteria per ogni giorno della settimana, per garantire che l’utente possa coprire la distanza richiesta con il suo EV, mentre il resto della batteria viene messo al servizio dell’edificio prosumer o del sistema energetico in generale.

Tuttavia, non tutti i veicoli elettrici consentono la ricarica bidirezionale e alcune famiglie possono favorire una soluzione di stoccaggio stazionario perché il loro veicolo non è spesso a casa. Per queste configurazioni offriamo sistemi di batterie stazionarie di secondo uso per immagazzinare l’energia solare in eccesso.

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Degradazione

Un grande problema con la ricarica bidirezionale è l’ulteriore degradazione della batteria. Tuttavia, la domanda media di energia di un edificio è molto piccola rispetto alla domanda di energia di un EV sulla strada. Per muovere un’auto in autostrada (velocità costante), sono necessari da 30 a 40 kW. Ma la maggior parte dei guidatori (sportivi) di tanto in tanto massimizza la potenza disponibile per sentire la coppia istantanea che offre un EV, che di solito è ben oltre i 100kW. A casa, tuttavia, le unità tipiche non avranno bisogno di più di 5kW (per la maggior parte del tempo) e il nostro caricatore bidirezionale (two-way-10) non tirerà o caricherà più di 10kW (10 volte meno della potenza di un EV). Inoltre, la batteria EV può operare in un comodo stato di carica dove il degrado è minimo (dopo tutto, c’è abbastanza immagazzinamento per la maggior parte del tempo). Sì, le auto bidirezionali che operano in modalità V2X saranno colpite dal degrado, ma può essere tenuto al minimo assoluto a causa dei requisiti di potenza e di stoccaggio.

Mercato dinamico del futuro

Siamo nel mezzo della tanto attesa adozione di massa degli e-veicoli e vediamo un grande potenziale nel rendere l’e-veicolo o intere flotte una parte importante e integrale di qualsiasi edificio che produce la propria elettricità utilizzando l’energia solare sul tetto.

sun2wheel mette la capacità di stoccaggio inutilizzata a disposizione della famiglia prosumer o del sistema energetico nel suo complesso. Dove appropriato o desiderato, possiamo aumentare il sistema con sistemi di batterie di secondo uso e utilizzare il nostro sistema per alimentare intere flotte di veicoli elettrici o gestire i flussi di energia nei condomini per garantire che non venga prelevata più energia di quella disponibile nel punto di connessione alla rete. La nostra app è progettata per una gestione non intrusiva di una flotta di qualsiasi dimensione, rendendo l’integrazione con il sistema dell’edificio il più semplice possibile.

Finora, i modelli EV giapponesi sono i pionieri bidirezionali effettivamente disponibili sul mercato. Ma i produttori europei (in particolare il gruppo Volkswagen) hanno annunciato un percorso molto chiaro verso veicoli bidirezionali che consentono l’accoppiamento settoriale dei sistemi energetici di mobilità e di costruzione. Scopri di più su di noi e sui nostri prodotti sul nostro nuovo sito web www.sun2wheel.com e contattaci per qualsiasi domanda o richiesta!

 

Testo e grafica: Sandro Schopfer, sun2wheel AG