L’impatto del parcheggio delle auto alimentate da energia fotovoltaica al sole sulla temperatura interna e sul carico dell’aria condizionata

Una ricerca condotta da scienziati dell'Università di Lisbona in Portogallo ha fatto luce su un'importante questione relativa ai veicoli che integrano moduli fotovoltaici (PV): l'impatto del parcheggio di queste auto al sole per ricaricarle e il conseguente aumento della temperatura interna . Questo aumento di temperatura richiede quindi più potenza affinché il sistema di climatizzazione (AC) raggiunga livelli confortevoli per il conducente.

I ricercatori hanno riconosciuto questo "dilemma del parcheggio" e hanno deciso di comprendere le proprietà termiche di un'autovettura nelle tipiche condizioni estive. Il loro scopo era esplorare le prestazioni termiche del veicolo quando parcheggiato al sole.

Per condurre il loro esperimento, gli scienziati hanno utilizzato un'Alfa Romeo 156, un'auto di medie dimensioni con esterno grigio chiaro e interni in pelle nera. Hanno installato uno strumento personalizzato per la misurazione dell'irradianza solare sul tetto dell'auto e un termometro a infrarossi è stato posizionato sulla console del cambio per misurare la temperatura interna.

I ricercatori hanno raccolto dati sull'irradiazione esterna e sulle temperature interne ed esterne in diverse condizioni di ombra in vari momenti della giornata. Hanno parcheggiato l'auto all'ombra dalle 7:00 fino a mezzogiorno circa, e poi l'hanno esposta alla luce solare diretta da mezzogiorno fino alle 20:00.

L'esperimento II prevedeva il riscaldamento dell'abitacolo dell'auto utilizzando un riscaldatore elettrico abbinato a un ventilatore mentre l'auto era parcheggiata all'ombra. L'esperimento è durato circa un'ora, con il riscaldatore impostato su una potenza media di 500 W.

La temperatura iniziale della cabina e quella esterna erano di 21,5°C. I ricercatori hanno osservato una crescita lineare della temperatura della cabina nel tempo, con un totale di 390 Wh necessari per aumentare la temperatura di 3°C. Dopo aver adattato i punti dati è stata ottenuta una pendenza di circa 4°C/ora.

Utilizzando i risultati di entrambi gli esperimenti, i ricercatori hanno sviluppato un modello termico semplificato del veicolo, considerando il guadagno solare e il guadagno di calore. Hanno utilizzato una serie di equazioni per analizzare l'impatto del tempo di parcheggio sulla produzione fotovoltaica e sul carico aggiuntivo di condizionamento dell'aria.

Lo studio ha rivelato che l'effetto sul carico dell'aria condizionata è sostanziale per i veicoli con una bassa capacità fotovoltaica installata. Il tempo di parcheggio critico, che rappresenta la quantità minima di tempo necessaria affinché la produzione fotovoltaica superi il carico aggiuntivo di condizionamento dell'aria, è risultato pari a circa 2 ore per un sistema fotovoltaico da 0,5 kW.  Tuttavia, per i sistemi con capacità installata superiore a 0,8 kW, il parcheggio al sole ha avuto un impatto costantemente positivo sull'autonomia del veicolo.

I ricercatori sottolineano la necessità di approfondire questo concetto, in particolare con veicoli reali dotati di sistemi PVV (vehicle-integrated PV).  Suggeriscono inoltre di esaminare il concetto di autobus a energia solare, offrendo l'opportunità di estendere i vantaggi dell'integrazione fotovoltaica al trasporto pubblico.

In conclusione, questa ricerca evidenzia l'importanza di considerare l'impatto del parcheggio delle auto alimentate dal fotovoltaico al sole sulla temperatura interna e sul conseguente carico di condizionamento dell'aria. Comprendere queste dinamiche può contribuire alla progettazione e all'implementazione dei sistemi fotovoltaici nei veicoli, migliorandone in definitiva le prestazioni e l'autonomia.