La Svizzera inventa un innovativo sistema di carica per autobus elettrici con un 90 % di efficienza, senza batterie ingombranti e tempi minimi di ricarica.
L’elettrificazione dei trasporti pubblici si trova di fronte a una sfida importante: far sì che gli autobus elettrici funzionino per tutta la giornata senza dover contare su batterie enormi o su lunghi tempi di fermata per ricaricarle. Un’azienda svizzera propone una soluzione diversa: trasferire l’elettricità dalla strada alla batteria del veicolo utilizzando le sue stesse ruote.
La tecnologia, sviluppata da Winduction, un’azienda affiliata alla Scuola Politecnica Federale di Zurigo (ETH), fa uso della ricarica wireless per induzione magnetica. Il suo obiettivo è sfruttare le normali fermate dei trasporti urbani per recuperare energia e ridurre la dipendenza dalle grandi strutture di ricarica presenti nelle garitte.
Come funziona la ricarica elettrica tramite le ruote
Il sistema Winduction utilizza due insiemi di bobine. Il primo si trova su una piattaforma installata sul pavimento e collegata alla rete elettrica. Il secondo è integrato in un pneumatico appositamente progettato per ricevere l’energia.
Quando l’autobus si ferma con una delle sue ruote sulla piattaforma, si genera un campo magnetico che permette di trasferire elettricità al veicolo e, infine, alla sua batteria. L’intero processo avviene senza collegare cavi né utilizzare una presa convenzionale.
La differenza rispetto ad altri sistemi di carica induttiva sta nella posizione delle bobine riceventi. Invece di collocarle sotto il veicolo, Winduction le integra nelle ruote per ridurre la distanza tra emittente e ricevitore.
Questa separazione è importante perché influisce sull’efficienza della trasferimento energetico. Avvicinando i due componenti, l’azienda afferma che la sua tecnologia raggiunge un’efficienza superiore al 90% tra la piastra di carica e il veicolo.
Ciò significa che le perdite durante tale trasferimento sarebbero inferiori al 10%, secondo i dati forniti dai suoi sviluppatori. Tuttavia, questa cifra non deve essere confusa con l’efficienza energetica totale dell’autobus, che dipende anche da altri fattori, come le perdite nella batteria e il consumo del sistema di propulsione.
Un pneumatico speciale senza strutture in acciaio
L’integrazione di bobine nelle ruote rappresenta una sfida tecnica. I pneumatici tradizionali per autobus presentano cinghie d’acciaio che garantiscono resistenza e stabilità, ma possono interferire con il campo magnetico utilizzato per trasmettere energia elettrica.
La soluzione consiste nello sviluppare pneumatici specifici privi di acciaio, in grado di permettere il trasferimento energetico senza generare perdite eccessive sotto forma di calore.
Winduction collabora con partner per sviluppare tali componenti. La loro fattibilità sarà determinante per il futuro del progetto, poiché i pneumatici devono mantenere le condizioni di sicurezza, resistenza e durata richieste a un veicolo di trasporto pubblico.
Inoltre, il sistema dovrà dimostrare di essere redditizio per tutta la durata di vita dell’autobus. Sebbene l’azienda ritienga che il costo aggiuntivo di questi pneumatici abbia un impatto ridotto sui costi totali di esercizio, questo vantaggio dovrà essere valutato in condizioni reali di funzionamento.
Batterie più piccole e costi inferiori per le flotte
Il principale vantaggio potenziale di questa tecnologia è che permetterebbe di distribuire la ricarica durante la giornata lavorativa, invece di concentrarla di notte nelle officine.
Grazie alla ricarica induttiva in alcune fermate, gli autobus potrebbero recuperare parte dell’energia consumata mentre attendono di prendere o lasciare i passeggeri. In questo modo sarebbe possibile utilizzare batterie più piccole, ridurre il peso e diminuire le esigenze di potenza delle strutture di ricarica.
La proposta potrebbe inoltre aumentare la capacità utile del veicolo e ridurre la necessità di disporre di autobus di riserva mentre altri rimangono fermo durante la ricarica.
Tuttavia, il risultato dipenderà dalle caratteristiche di ciascuna linea, dalla frequenza dei passaggi, dal consumo energetico e dalla potenza che ognuna piattaforma può fornire.
Solo due punti di ricarica su una linea di 24 fermate
Winduction prende come esempio una linea di autobus che collega l’aeroporto di Zurigo con il quartiere di Oerlikon. Secondo i calcoli dell’azienda, sarebbe sufficiente installare piattaforme di ricarica in due delle 24 fermate del percorso.
In questo scenario, i veicoli accumulerebbero circa tre ore di ricarica durante una giornata operativa di 16 ore.
La proposta permetterebbe di distribuire la domanda elettrica nel corso della giornata e di ridurre la necessità di ricaricare simultaneamente numerosi autobus nelle rimesse. Potrebbe inoltre favorire un migliore utilizzo dell’elettricità disponibile nelle ore di massima produzione solare.
Queste cifre si riferiscono a un caso studiato dall’azienda e non costituiscono una garanzia che qualsiasi linea possa funzionare con soli due punti di ricarica. La fattibilità dipenderà dalle condizioni specifiche di ciascun servizio.
I primi test con passeggeri sono previsti per il 2028
La tecnologia è ancora in fase di sviluppo e non è ancora implementata su larga scala a scopo commerciale. Winduction sta preparando impianti di prova a Winterthur, in Svizzera, per verificare il funzionamento congiunto dei diversi componenti e procedere verso un autobus completamente adattato al sistema.
L’azienda prevede di realizzare il suo primo progetto pilota nel 2028, con l’intento di testare la tecnologia in condizioni reali e trasportare passeggeri.
Fino ad allora, rimangono da verificare aspetti fondamentali come la durata dei pneumatici speciali, l’affidabilità della ricarica durante le fermate, i costi di manutenzione e il risparmio economico effettivo.
Se i test confermeranno le previsioni, la ricarica induttiva attraverso le ruote potrebbe diventare un’alternativa per alcune linee urbane. Il suo principale vantaggio non sarebbe quello di eliminare le batterie, bensì di ridurne le dimensioni e sfruttare i tempi di fermata per recuperare energia senza interrompere il servizio.