E’ ormai ora di parlare di veicoli elettrici. Nonostante gli ostacoli allo sviluppo del sistema (investimenti infrastrutturali, ridotta autonomia delle batteria, difficoltà nell’individuare gli standard ecc.), in termini di comfort e di appeal le macchine elettriche sono ormai almeno equivalenti alle auto tradizionali. Per cui il numero di interessati sarà sempre maggiore.
Gli operatori del nostro settore saranno sempre più spesso chiamati a progettare, realizzare, verificare e manutenere impianti di ricarica dei veicoli elettrici. Vediamo gli aspetti salienti in estrema sintesi.
E’ storia normativa e legislativa recente
In sede CENELEC il riferimento è il documento di armonizzazione HD 60364-7-722 “Requirements for special installations or locations – Supply of electric vehicle“, pubblicato nel 2012.
L’integrazione delle prescrizioni relative ai circuiti destinati ad alimentare i veicoli elettrici in ricarica e delle relative protezioni nel corpo normativo della Norma CEI 64-8 è ancora più recente. Risale infatti al luglio 2013 la pubblicazione della Variante V1 alla Norma CEI 64-8 7a edizione, che ha introdotto la nuova Sezione 722 “Alimentazione dei veicoli elettrici”.
La normazione in materia ha ovviamente radici più profonde, la sezione 722 richiama infatti definizioni e informazioni che derivano dalle Norme CEI EN 61851-1 (Classificazione CEI 69-7), CEI EN 61851-21 (Classificazione CEI 69-8) e CEI EN 61851-22 (Classificazione CEI 69-9).
Per quanto riguarda la legislazione di riferimento, il Decreto Legge 22 giugno 2012 n. 83 all’Art. 17-quinquies “Semplificazione dell’attivita’ edilizia e diritto ai punti di ricarica” prevede che “ai fini del conseguimento del titolo abilitativo edilizio sia obbligatoriamente prevista, per gli edifici di nuova costruzione ad uso diverso da quello residenziale con superficie utile superiore a 500 metri quadrati e per i relativi interventi di ristrutturazione edilizia, l’installazione di infrastrutture elettriche per la ricarica dei veicoli idonee a permettere la connessione di una vettura da ciascuno spazio a parcheggio coperto o scoperto e da ciascun box per auto, siano essi pertinenziali o no”.
È stato pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 36 del 12 febbraio 2013 il Decreto 11 gennaio 2013 “Incentivi per l’acquisto di veicoli a basse emissioni di CO2″. Al Capo IV-bis, art. 17-bis, il documento prevede misure che vogliono “favorire la realizzazione di infrastrutture utili alla ricarica dei veicoli alimentati ad energia elettrica; la sperimentazione e la diffusione di veicoli pubblici e privati a basse emissioni complessive e l’acquisto di veicoli a trazione elettrica o ibrida”.
Infine è stato firmato quest’estate dal Ministro delle Infrastrutture e Trasporti Maurizio Lupi, il Decreto che darà il via all’attuazione del Piano nazionale infrastrutturale per la ricarica dei veicoli alimentati ad energia elettrica. Il testo prevede l’infrastrutturazione delle aree urbane e metropolitane nel breve periodo (1-2 anni), per poi passare alle aree extraurbane e autostradali nel medio-lungo periodo (3-5 anni), anche con l’installazione di punti ricarica elettrica di tipo “fast” (ossia in grado di garantire una ricarica in 10-20 minuti) presso i distributori di carburante.
I sistemi di ricarica
Le prime considerazioni derivano dalla lettura della già citata Norma CEI EN 61851-1 (Classificazione CEI 69-7) “Sistema di ricarica conduttiva dei veicoli elettrici – Parte 1: Prescrizioni generali” e riguardano i tipi di connessione del veicolo alla rete e e ai modi di ricarica del veicolo. Nel dettaglio la Norma prevede tre tipi di connessione e quattro modi di ricarica che vengono descritti e definiti in modo un po’ macchinoso. Cerchiamo di semplificare con l’aiuto delle figure.
Tipi di connessione alla rete
In una connessione di tipo A il cavo di connessione è fissato al veicolo e viene collegato alla rete tramite spina (domestica, industriale o di tipo dedicato);
In una connessione di tipo B entrambe le connessioni sono mobili, lato auto è presente un connettore mobile di tipo dedicato, lato rete il veicolo viene collegato tramite spina (domestica, industriale o di tipo dedicato);
In una connessione di tipo C il cavo di connessione è fissato permanentemente all’impianto elettrico e al veicolo tramite connettore dedicato.
Modi di ricarica
Nel modo di ricarica 1 non c’è comunicazione tra sistema di alimentazione e veicolo. Il veicolo è collegato alla rete tramite presa a spina ad uso domestico o similare mono o trifase fino a 16 A;
Nel modo di ricarica 2 c’è comunicazione tra sistema di alimentazione e veicolo. Il sistema di comunicazione è racchiuso in una “control box”, integrata nella spina o sul cavo di collegamento e protetta da differenziale da 30 mA . Il veicolo è collegato alla rete tramite presa a spina ad uso domestico o similare mono o trifase fino a 32 A;
Nel modo di ricarica 3 sono presenti apparecchiature per il controllo della ricarica sia a terra che sul veicolo e la carica del veicolo avviene in corrente alternata.
Nel modo di ricarica 4 il caricabatteria è a terra e la carica del veicolo avviene in corrente continua.
Il modo di ricarica 4 è attualmente il più veloce (è detta “ultra-rapida”) ed è attualmente permessa in ambienti pubblici attrezzati. Il modo di ricarica 1 con spina domestica o similare (ricarica lenta) “è ammessa solo in ambiti strettamente privati non aperti a terzi, quali ad esempio ambienti il cui accesso necessiti di chiavi,attrezzi particolari, ecc. in possesso del solo relativo proprietario” (Norma CEI EN 61851-1).
I modi di ricarica 2 3 e 4 richiedono la “funzione pilota”:
– Controllo del corretto inserimento dei connettori per impedire tra l’altro il movimento del veicolo a connettori inseriti;
– Controllo permanente della continuità del PE fino a control box (modo 2) o tra connettore fisso e stazione di carica (modi 3 e 4).
– Controllo della funzionalità dell’eventuale sistema di ventilazione;
– Inibizione dell’alimentazione in caso di assenza della funzione pilota e interruzione dell’alimentazione in caso di interruzione della funzione pilota.
Per una maggiore sicurezza la Norma CEI EN 61851-1 richiede che “in ambienti aperti a terzi deve essere adottato il modo di ricarica 3”.
Confronto tra tipo di connessione e modo di ricarica.
La sezione 722 della Norma CEI 64-8
La Norma (art. 722.3.2) definisce “punto di connessione” il punto in cui il veicolo viene collegato all’impianto fisso”. Per le connessioni di tipo A e B il punto di connessione è la presa. Per le connessioni ti tipo C il punto di connessione coincide con il connettore mobile all’estremità del cavo flessibile collegato alla rete.
Nei sistemi TN la Norma vieta l’utilizzo del PEN per i circuiti terminali che alimentano punti di connessione (art. 722.312.2.1). Vieta inoltre, ovviamente, per la protezione contro i contatti diretti e indiretti misure quali ostacoli e distanziamento.
Ogni punto di connessione deve essere singolarmente protetto da un dispositivo di protezione contro le sovracorrenti e da interruttore differenziale da 30 mA dedicato. L’interruttore differenziale deve essere di tipo A per circuiti monofase o di tipo B se trifase.
La misura di protezione mediante separazione elettrica è applicabile, ma “deve essere limitata all’alimentazione di un singolo veicolo elettrico. Il circuito deve inoltre essere alimentato attraverso un trasformatore di isolamento fisso conforme alla Norma CEI 61558-2-4 “Sicurezza dei trasformatori, dei reattori, delle unità di alimentazione e prodotti similari per tensioni fino a 1100 V Parte 2-4: Prescrizioni particolari e prove per trasformatori di isolamento e unità di alimentazione che incorporano trasformatori di isolamento“.
Fattore di contemporaneità
Considerando che nell’uso ordinario ciascun punto di connessione è utilizzato alla sua corrente nominale, il fattore di utilizzazione del circuito finale che alimenta direttamente il punto di connessione (ad esempio la presa fissa) deve essere posto uguale a 1.
Considerando che tutti i punti di connessione dell’impianto possono essere utilizzati simultaneamente, il fattore di contemporaneità di più punti di connessione deve essere posto uguale a 1. Comunque questo fattore può essere ridotto, se è disponibile un controllo del carico. Per la connessione dei veicoli elettrici deve essere previsto un circuito dedicato.
Connessione alle reti di distribuzione pubbliche
Anche la Norma CEI 0-21 dedica un paragrafo ai sistemi di ricarica dei veicoli elettrici. Secondo l’articolo 7.4.14 “Prescrizioni particolari per impianti destinati alle stazioni di carica dei veicoli elettrici” gli impianti destinati alle stazioni di carica dei veicoli elettrici sono impianti insistenti in tutto o in parte su suolo pubblico: questa particolarità li differenzia dal caso più comune di impianti di utilizzazione dell’energia elettrica.
Questi impianti possono essere connessi alla rete di distribuzione con più punti di connessione; in tal caso si prevede che a ciascun punto di connessione corrisponda una fornitura a sé stante caratterizzata da un contatore, che il Distributore installa nel vano o nel contenitore (le cui dimensioni saranno stabilite dal Distributore, con ragionevole proporzione rispetto all’entità della fornitura) per esterno che l’Utente deve mettere a disposizione in luogo sempre accessibile da strada pubblica.
La Norma riporta anche un esempio di realizzazione di colonnina, che riportiamo in figura.
Il punto di connessione deve essere, compatibilmente con i suddetti requisiti, il più vicino possibile all’impianto; l’Utente deve provvedere al collegamento dell’impianto al punto di connessione suddetto, installando un opportuno DG, appena a valle del punto di connessione.
Sono allo studio prescrizioni particolari, tenendo in considerazione la possibilità di stazioni di carica bidirezionali, configurabili come utenti attivi.
