SOLARIA: veicolo elettrosolare per usi urbani

SOLARIA: city solarcar

Sistema fotovoltaico per la ricarica delle batterie

Photovoltaic battery recharging station

Autonomia ‘solare’ prevista in Roma

Solar provisional autonomy in Rome

SOLARIA: Una piccola vettura elettrosolare per usi urbani

Antefatto. Il Dipartimento di Energetica dell’Università dell’Aquila sta da diversi anni operando nel settore delle piccole vetture elettriche con ricarica parzialmente fotovoltaica del pacco di batterie di bordo. Le prime esperienze sono state sviluppate con finanziamenti privati ed hanno portato alla realizzazione di vetture da competizione (l’ultima delle quali è risultata vincitrice del Campionato italiano 1994, regole FIA). Quando il Progetto Finalizzato Trasporti del CNR è stato definito, la proposta del Dipartimento di Energetica concernente la realizzazione di una piccola vettura da città elettrosolare da città è stata accolta e, conseguentemente, finanziata.

Progetto. L’idea di base del progetto e di realizzare una piccola vettura elettrica per usi urbani caratterizzata da consumi energetici estremamente bassi e con pannelli fotovoltaici a sostegno della ricarica delle batterie, riducendo in tal modo la dipendenza dalle fonti elettriche esterne. Mentre le vetture da competizione hanno pannelli fotovoltaici a bordo sufficienti alla ricarica completa delle batterie, una piccola vettura da città - per limitazioni dimensionali - non può conseguire tale prestazione. Pertanto risulta necessario realizzare una stazione di ricarica fotovoltaica fissa a terra.

Programma in corso. La piccola vettura realizzata è stata chiamata SOLARIA. Utilizza il telaio del veicolo Ligier "Optima Electric", ma il gruppo meccanico e la componentistica elettrica di trazione sono completamente diverse dalle originali. La meccanica di trazione è stata progettata e realizzata dal Dipartimento di Energetica dell’Università dell’Aquila e risulta particolarmente semplice ed efficiente (utilizza cinghie dentate in kevlar con profilo del dente ottimizzato). Il motore elettrico è un asincrono trifase capace di sviluppare una potenza continua di 10 kW, con tensione nominale di 144 V. Una apposita unità elettronica controlla la velocità di rotazione. Il pacco di batterie è formato da 12 unità al piombo acido, collegate in serie. Il piccolo pannello fotovoltaico di bordo sviluppa 200 W di picco, utilizzando 120 celle in Si monocristallino; il suo scopo principale è quello di fornire corrente di mantenimento ed una piccola ricarica durante soste prolungate in pieno sole. La ricarica principale delle batterie è fornita da pannelli fotovoltaici fissi, con potenza di picco di circa 1500 W fornita da 1512 celle in Si policristallino. Attualmente SOLARIA e la stazione di ricarica stanno eseguendo prove per verificarne la funzionalità e valutare un completo bilancio energetico del sistema, anche in reali condizioni di traffico urbano.

Attività futura. Nel prossimo futuro SOLARIA sarà usata per sviluppare un modello di comportamento in transitorio, per sperimentare gruppi di trazione elettro-idraulici e per sperimentare sistemi di accumulo energetico, collegati con la stazione fotovoltaica fissa di ricarica.

SOLARIA: A Small Solarcar For City Uses

Background. The Dipartimento di Energetica of University of L'Aquila is working from several year into the field of small cars drived by electric motor, with the on-board battery pack partially recharged by P(hoto)V(oltaic) A(rrays). The first experiences was performed with financial support of private italian firms and produced race solarcars (the last one won the italian Championship - FIA rules - in 1994). When the Progetto Finalizzato Trasporti of CNR was defined, the proposal of the Dipartimento di Energetica concerning the realization of a small city car (with PVA for recharging the batteries) was accepted and sustained with financial grant.

Project: The basic idea of the project is to realize a small electric city car characterized by very low energetic consumption with photovoltaic support to recharge the battery pack, reducing in such a way the energetic dependence from external electric source. While race solarcar have on board PVAs as great as it is necessary to recharge the battery, a city solarcar cannot achieve such performances for dimensional constraints. So it is necessary to realize a fixed station of PVA for recharging purpose.

Current program. The small city car rea.ized is named "SOLARIA". It utilizes the chassis of Ligier "Optima Electric" vehicle, but the drive mechanics and the electric drive units are completely different from the original ones. The drive mechanics, designed by Dipartimento di Energetica of University of L'Aquila, is particularly simple, light and efficient (it uses kevlar tooth belt with optimized tooth profile). The electric drive unit is a 3 phases asynchronous electric motor which can deliver a continuous power of about 10 kW, with a nominal operation voltage of 144 V. Its rotational speed and torque are controlled by an electronic unit. The battery pack is made by 12 lead acid units (fitted in a serial chain). The photovoltaic recharging system is splitted into 2 units. There is a small PVA on-board (built by 120 cells of mono-christal sylicon) which can deliver 200 W, with the principal purpose of maintaining battery charge and a small recharge when the vehicle is stopping for several hours in full sun. The main recharge is performed by a standing PVA, made by 1512 sylicon cells, which can deliver more than 1500 W as peak power. SOLARIA and related PVA units have now begun a lot of tests to verify their functionality and achieving a complete energetic balance of its operations, also in true urban traffic condition.

Future activities. In the next future, SOLARIA will be used to develope a transient behaviour model, to experiment new traction device (electric hydraulic unit) and to test an energy storage system connected with the main racharging PVA station.

Responsabile della ricerca (Dean of the research) : Prof. Enrico Chiappini