Che cos'è un carport per la ricarica di veicoli elettrici con accumulo solare?

L’idea fondamentale alla base della tettoia solare

Un carport solare è una pensilina per parcheggi con pannelli fotovoltaici integrati nella struttura del tetto. Svolge due funzioni contemporaneamente: protegge i veicoli dal sole e dalla pioggia e genera elettricità occupando la stessa superficie. Questa doppia funzione ne costituisce l’obiettivo principale. A differenza dei sistemi solari installati sui tetti, che competono per uno spazio limitato, il carport sfrutta aree di parcheggio già esistenti, solitamente inutilizzate per gran parte della giornata. Nei siti in cui il tetto è in ombra, orientato in modo non ottimale o semplicemente troppo piccolo, il carport consente di sfruttare una capacità solare altrimenti irraggiungibile. La struttura è generalmente realizzata in acciaio o alluminio, progettata per resistere ai carichi locali di vento e neve, ed è innalzata a un’altezza sufficiente a consentire il passaggio agevole dei veicoli al di sotto.

L’aggiunta di sistemi di accumulo cambia completamente le regole del gioco

I pannelli solari producono energia solo quando il sole è alto. Questo crea un evidente squilibrio per la ricarica dei veicoli elettrici (EV), poiché la maggior parte degli automobilisti collega il veicolo alla rete di notte. È qui che entra in gioco lo stoccaggio tramite batterie. Un sistema di batterie accumula l’energia solare in eccesso prodotta a mezzogiorno e la rilascia dopo il tramonto. Il risultato è un sistema di ricarica in grado di funzionare con energia solare immagazzinata anche fino a tarda sera. I sistemi moderni utilizzano spesso la chimica litio ferro fosfato, che garantisce buona stabilità termica e una lunga durata in termini di cicli di carica/scarica. I design modulari consentono di avviare il sistema su scala ridotta e ampliarlo progressivamente al crescere della domanda. Lo strato di stoccaggio è ciò che trasforma una fonte di energia intermittente in una risorsa effettivamente affidabile per la ricarica quotidiana.

Come i componenti lavorano insieme

Il sistema è composto da diversi strati che devono essere progettati come un’unica entità. La pensilina strutturale sostiene i pannelli e le attrezzature per la ricarica. L’impianto fotovoltaico converte la luce solare in energia elettrica. Il banco di batterie immagazzina l’energia non utilizzata immediatamente. L’infrastruttura di ricarica eroga potenza ai veicoli, con caricabatterie AC di livello 2 da 7 a 22 kW e caricabatterie CC ad alta potenza da 50 kW e oltre. Un sistema di gestione dell’energia integra l’intero impianto, decidendo quando caricare le batterie, quando fornire energia ai veicoli e quando prelevare energia dalla rete elettrica. Progettare correttamente questa architettura fin dall’inizio è fondamentale, poiché installare successivamente sistemi di accumulo o punti di ricarica su una pensilina non progettata per accoglierli comporta spesso costi superiori rispetto alla realizzazione corretta sin dalla prima fase.

Adattare il sistema all’effettivo utilizzo dei veicoli

Un carport solare che funziona bene per una determinata flotta potrebbe non essere adatto a un'altra. La variabile chiave è l'orario effettivo in cui i veicoli sono parcheggiati e in fase di ricarica. Per le flotte con sosta diurna, in cui le auto arrivano al mattino e rimangono ferme per tutta la giornata, la produzione solare e il fabbisogno di ricarica sono perfettamente allineati, consentendo di compensare direttamente una quota rilevante del carico di ricarica. Per le operazioni con rientro al deposito, in cui i veicoli partono presto al mattino e fanno ritorno di sera, è necessario un maggiore accumulo di energia tramite batterie per spostare l'energia solare prodotta a mezzogiorno nella finestra serale di ricarica. Le operazioni ventiquattr'ore su ventiquattro presentano esigenze ulteriormente diverse, facendo spesso affidamento sulla ricarica rapida in corrente continua (DC) e su una capacità di accumulo più elevata. Dimensionare l'impianto senza conoscere il ciclo di utilizzo equivale a procedere per tentativi, con il rischio di sovradimensionamento (capacità sprecata) o sottodimensionamento (domanda insoddisfatta).

Queste cifre derivano da analisi della ricarica di flotte e variano in funzione della lunghezza del percorso, della classe del veicolo e della risorsa solare locale.

Considerazioni pratiche e limiti realistici

Un progetto di pensilina non è semplicemente un progetto fotovoltaico: richiede ingegneria strutturale, autorizzazioni amministrative e spesso una coordinazione con le configurazioni esistenti dei parcheggi e con le utility sotterranee. In un progetto californiano di pensilina da 500 kWp, i tempi per l’ottenimento delle autorizzazioni sono stati di quattro-sei mesi, contro due-tre mesi per un’alternativa su tetto; inoltre, il costo per watt è risultato superiore a causa della nuova struttura. Detto ciò, la pensilina ha fornito una capacità maggiore e una ricarica integrata che un impianto fotovoltaico su tetto non avrebbe potuto offrire. Un altro fattore che sorprende spesso è il carico del vento: le pensiline aperte subiscono pressione sia sulla parte superiore sia su quella inferiore dei pannelli contemporaneamente, e l’uso di coefficienti di vento per strutture su terreno anziché di quelli previsti per edifici aperti può sottostimare il sollevamento di circa il 10–15 percento. Realizzare correttamente l’ingegneria strutturale non è opzionale.

Dove la produzione integrata fa la differenza

Portare un carport per la ricarica di veicoli elettrici (EV) con pannelli solari e sistema di accumulo dal concetto alla messa in servizio richiede molto più che assemblare componenti provenienti da diversi fornitori. La struttura, il sistema di fissaggio, l’integrazione elettrica e l’accumulo devono funzionare in sinergia: qualsiasi incompatibilità si traduce in ritardi e modifiche sul campo. Kinpower progetta e realizza sistemi fotovoltaici e di accumulo energetico fin dalla sua fondazione, grazie a più sedi produttive e a capacità verticalmente integrate che coprono ricerca e sviluppo (R&D), produzione, progettazione di sistema e supporto ai progetti. Il team di ingegneria esegue internamente i calcoli strutturali e il dimensionamento del sistema, garantendo fin dal primo disegno una perfetta corrispondenza tra struttura del carport e impianto fotovoltaico. Per i progetti che richiedono la fornitura dell’intero sistema come pacchetto coordinato — e non come semplice insieme di componenti — questa integrazione è ciò che mantiene i tempi di consegna realistici e la qualità costante.