Introduzione alla ricarica degli autobus elettrici: utilizzo delle gomme

Winduction, spin-off dell’ETH di Zurigo, ha sviluppato un sistema di carica induttiva che fornisce energia ai bus elettrici attraverso le loro ruote nelle fermate. Ciò potrebbe consentire l’uso di batterie più piccole, riducendo sia la domanda energetica che i costi operativi. È previsto un progetto pilota per il 2028.

I tre fondatori di Winduction davanti al loro bus elettrico: Laurin Schwitter, Sylvain Fricker e Sonam Bhuka (da sinistra a destra)

Immagine: Winduction

L’approccio di Winduction per la ricarica induttiva non si basa su una bobina montata sotto il veicolo. Al suo posto, utilizza la ruota: una piastra di ricarica è incorporata nella superficie stradale, mentre una seconda bobina è integrata in un pneumatico per autobus sviluppato appositamente. Quando l’autobus si ferma sopra la piastra, l’energia viene trasmessa tramite un campo magnetico dal suolo, attraverso la ruota, fino alla batteria del veicolo.

Questa tecnologia è progettata per permettere agli autobus elettrici di ricaricare le loro batterie durante brevi soste lungo le fermate durante la giornata. Ciò potrebbe consentire l’uso di batterie più piccole, le quali, secondo Winduction, non solo ridurrebbero i costi di acquisto e il peso del veicolo, ma libererebbero anche più spazio o aumenterebbero la capacità di carico.

Questo metodo risolve un limite dei sistemi induttivi tradizionali, in cui l’energia deve essere trasmessa attraverso lo spazio tra la strada e la parte inferiore del veicolo – una distanza che può variare a seconda del tipo di veicolo. Winduction riduce questo spazio integrando la bobina sul lato del veicolo direttamente nella ruota. Secondo l’azienda, il sistema raggiunge un’efficienza superiore al 90 per cento tra la piastra di appoggio e il veicolo.

La carica induttiva sta acquisendo sempre più importanza anche per altre applicazioni. Honda collabora con Taisei e Taisei Rotec su un sistema di trasferimento dinamico di energia senza fili, che fornisce energia ai veicoli tramite bobine integrate nella strada mentre questi sono in movimento. Le prime dimostrazioni sono previste per l’anno fiscale giapponese 2027, con gli partner che mirano a testare potenze di carica fino a 150 kW per veicoli commerciali pesanti. Al contrario, il sistema di Winduction carica gli autobus mentre questi sono fermi alle fermate, trasferendo energia attraverso la ruota.

Winduction prevede operazioni pilota a partire dal 2028

I pneumatici stessi rappresentano una sfida tecnica. I pneumatici tradizionali per autobus contengono cinghie d’acciaio che reagiscono al campo magnetico, convertendo parte dell’energia in calore. Pertanto Winduction sta collaborando con partner per sviluppare un pneumatico senza acciaio da utilizzare nel sistema di carica. L’azienda stima che l’aumento dei costi dei pneumatici abbia un impatto solo minore sui costi totali del ciclo di vita di un autobus.

Per determinare i risparmi effettivi che è possibile ottenere, Winduction sta attualmente collaborando con diverse compagnie di trasporto, citando come esempio il percorso tra l’aeroporto di Zurigo e Oerlikon a Zurigo. Secondo i calcoli della startup, le piastre di carica sarebbero necessarie soltanto in due delle 24 fermate. Durante una giornata di servizio di 16 ore, gli autobus richiederebbero complessivamente circa tre ore di carica.

A titolo di confronto, Winduction sottolinea che gli autobus elettrici attualmente in servizio su questo percorso necessitano di circa cinque ore di carica simultanea nella stazione notturna. Secondo l’azienda, la carica durante il giorno potrebbe non solo consentire l’uso di batterie più piccole, ma ridurre anche i carichi massimi. Inoltre, potrebbe permettere un utilizzo maggiore dell’energia solare a basso costo durante il giorno.

Sostenuta dall’Ufficio federale dei trasporti svizzero e dalla Fondazione svizzera per il clima, questa spin-off dell’ETH sta attualmente costruendo un’infrastruttura di test a Winterthur. Questa includerà un laboratorio di prova e una fermata dedicata ai test. Il prossimo passo per Winduction è integrare tutti i componenti in una configurazione quasi industriale e costruire un autobus elettrico completamente convertito.

È prevista una prima operazione pilota in condizioni reali per il 2028. Secondo l’azienda, sono già in corso discussioni con diversi operatori di trasporto svizzeri, anche per una possibile implementazione nella zona dell’aeroporto di Zurigo. Il pilota previsto coincide con l’aumento della flotta di autobus elettrici a Zurigo: l’operatore di trasporto VBZ ha recentemente deciso di acquistare altri 20 autobus elettrici da Yutong e Daimler Buses, necessari a partire dalla metà del 2027.