Filiera elettrica
Una centrale termoelettrica a gas o carbone moderna ha un rendimento del 50-55%, perché ha gli stessi limiti di Carnot della filiera fossile.
Ora l’energia elettrica prodotta deve viaggiare sulla rete elettrica nazionale fatta di rame e alluminio, non da superconduttori. I cavi ad alta tensione a 380 Volt disperdono energia per effetto corona (quel ronzio che si sente quando si passa sotto i tralicci elettrici) e per effetto Joule; poi abbiamo le cabine di trasformazione primarie e secondarie, ogni trasformatore ha un nucleo di ferro che si magnetizza e smagnetizza 50 volte al secondo che determina altre perdite; infine c’è la rete di distribuzione a bassa tensione che arriva a casa nostra. Le perdite totali sono dell’8% con punte del 12% nelle ore di punta.
Ricarica dell’auto
Abbiamo le colonnine a ricarica veloce e ricarica domestica.
Per caricare colonnine veloci da 300 kW occorre che la rete carichi lentamente le batterie tampone presenti nella colonnina, per poi sparare velocemente l’energia nella nostra auto. Questo ha un costo termodinamico del 10-15%, in più le colonnine veloci devono essere raffreddate, per cui la perdita finale è del 15%.
La ricarica domestica a corrente alternata evita la ricarica delle batterie tampone, ma la batteria dell’auto vuole corrente alternata e invece ci giunge la corrente continua, occorre raddrizzare. Se caricate a 11 kW in trifase ha una perdita del 7%, ma se caricate a casa a 2 kW a 10 ampere l’auto si deve accendere che costa 200-300 Watt, se si prelevano 2000 Watt, significa che avete un costo del 10-15%. Poi il commutatore perde un altro 10%. Alla fine la resa elettrica è del 75-80%.
Invece il rendimento energia chimica del gas carbone siamo è solo del 35%.
Auto elettrica pronta per viaggiare
Ma ora l’energia elettrica nella batteria della nostra auto elettrica, a causa dell’usura del tempo, incomincia a disperdersi, ecco perché una batteria vecchia con alta resistenza si scalda molto di più. Per percorrere il nostro tragitto, una auto elettrica vecchia consuma 4-5% più kWh di una auto elettrica nuova proprio per l’usura dei componenti. Le batterie al litio sono ottimali a 25°C, d’inverno a 0°C il liquido diventa viscoso e aumenta la resistenza interna. D’inverno in città l’abitacolo dell’auto deve essere riscaldato e questo assorbe 3 kW di potenza, se per muoversi ne usiamo 10 di 3 kW, significa che il 30% dell’energia serve per il confort, non ai km. A batteria fredda la frenata rigenerativa è limitata per non rovinare le celle, per cui l’energia cinetica da recuperare si disperde come calore sui freni a disco. D’estate occorre raffreddare la batteria che altrimenti sopra i 25°C cuoce.
Infine un auto elettrica parcheggiata con il sistema sentinella consuma elettricità: 7 kWh al giorno senza muovere l’auto di un millimetro. Senza il sistema sentinella perde l’1-2% di carica alla settimana restando ferma.
Se l’auto elettrica si usa poco, l’energia persa per mantenerla in vita può superare l’energia spesa nei viaggi.
Conteggio finale della filiera elettrica
Produzione elettricità in centrale termoelettrica a gas o carbone moderna: 50-55%.
In condizioni critiche abbiamo le seguenti successive perdite : rete nazionale 10%, colonnine 15%, degrado batteria 5%, posteggio settimanale 5-10%, riscaldamento 40%, perdita su strada 15% = alla fine di 100 energia chimica della centrale elettrica, resta solo il 16%.
Quando conviene ? Quando abbiamo il fotovoltaico, con climi non freddi, lunghi percorsi tutti i giorni, allora la resa aumenta.
Fonte: Ingegner Roberto Menotti
Con 1 kWh percorri 6-7 km di strada.
Con generatore elettrico
Un litro di benzina contiene 9,6 kWh di energia termica, ma un generatore ha una resa in energia elettrica pari alla metà : generatore industriale da 300 kW consuma 1 litro di gasolio per produrre 5 kWh.
Quindi con un litro di gasolio produco 5 kWh, con cui percorro 30 km.
Cioè il doppio dei km percorsi da un diesel.
Il costo dell’auto elettrica con energia autoprodotta con generatore è 1,7 €l / 30= 3, 3 cent€/km
Se acquisti l’energia elettrica a casa la paghi 30 c€ / 6 km = 5 cent€/km