Di Il seguente articolo cerca di fornire degli orientamenti sia sugli aspetti tecnici degli impianti elettrici tradizionali sia sugli aspetti più innovativi legati agli strumenti per la ricarica delle auto elettriche. Il futuro della mobilità da oggi più accessibile grazie agli incentivi statali.
Cosa sono una spina e una presa elettrica?
La funzione della spina è quella di chiudere, tramite i due contatti inseriti nella presa elettrica, il circuito dell'impianto elettrico in modo che in esso possa scorrere corrente elettrica. Un terzo contatto (o dei contatti esterni nel caso delle shuko) ha invece la funzione di messa a terra. La spina è connessa tramite un filo elettrico che porta l'alimentazione all'apparecchiatura, ad esempio un elettrodomestico.
Prese e spine elettriche domestiche
Gli impianti elettrici si sono evoluti in questi anni sia per aumentare i livelli di sicurezza sia per raggiungere una maggiore omogeneizzazione a livello europeo. In ambito domestico si incontrano diverse tipologie di prese e spine con diverse caratteristiche.
| Nome | Descrizione |
|---|---|
| "Tipo C" da 10A | È la presa tradizionale da 10 Ampere, che può sostenere una potenza massima di circa 2.000 Watt. La spina/presa presenta due contatti/fori cilindrici con diametro di 4 mm; se ha un contatto centrale/foro dispone della messa a terra, altrimenti no. Da un punto di vista impiantistico è generalmente alimentata da conduttori da 1,50 mm e protetta da un interruttore da 10 A. Bisogna fare attenzione a non sovraccaricarla applicando adattatori con elettrodomestici molto energivori (es. lavatrice, frigoriferi, stufe elettriche, ecc.), che presentano generalmente spine non compatibili direttamente con queste prese. |
| "Tipo L" da 16A | È la presa tradizionale da 16 Ampere, che può sostenere una potenza fino a 3.500 Watt. La spina/presa presenta tre contatti/fori cilindrici con diametro di 5 mm e spaziature più ampie di quelle di tipo C. Da un punto di vista impiantistico è generalmente alimentata da conduttori da 2,50 mm e protetta da un interruttore da 16 A; al foro centrale è collegata la terra. Può sostenere tutti gli apparecchi elettrici generalmente presenti in ambito domestico. Le spine di tipo C, sebbene supportate, richiedono un adattatore. |
| "Bipasso" da 16A | Essendo l'ampiezza e la spaziatura dei fori differenti tra il Tipo C e il Tipo L, la presa bipasso consente di avere una presa da 16 Ampere compatibile anche con le prese da 10 A. |
| "Shuko" o "Siemens" da 16A | Le caratteristiche sono simili al Tipo L, con la differenza che la presa è sprovvista di foro centrale perché i contatti per la terra sono esterni alla presa (in alto e in basso). Per inserire una spina classica "italiana" da 10 o 16 A nella presa di tipo "tedesca" (schuko) è necessario un adattatore, e così pure se si dovesse utilizzare una spina di tipo tedesco (schuko) per una presa italiana Tipo "L". Ormai la maggior parte degli elettrodomestici energivori (es. lavatrice, frigoriferi) è dotato di questo tipo di prese. |
Prese e spine elettriche industriali
Una presa e spina elettrica industriale è progettata per sopportare carichi elettrici elevati e prolungati nel tempo. Inoltre presentano diversi accorgimenti per funzionare in sicurezza in condizioni ambientali difficili (all'aperto, esposte all'acqua, al ghiaccio, alla sabbia e a vari agenti chimici), per avere maggiori robustezza meccanica e per prevenire le disconnessioni accidentali.
Esiste una vastissima gamma di prese industriali che differiscono per livello di tensione (codificate da diversi colori), per numero e orientamento dei contatti (da 2 a 5), per tacche plastiche (che ne definiscono incastro e orientamento), per livelli di isolamento all'acqua, ecc. Nella seguente tabella ci si limita soltanto ad un breve accenno alle prese industriali più comuni presenti nelle fabbriche, negli uffici e in altre attività commerciali.
| Nome | Descrizione |
|---|---|
| Spina monofase industriale | La spina elettrica monofase industriale è caratterizzata dal colore blu, che indica un livello di tensione di impiego di 230 V. Presenta tre contatti, di cui 2 poli + terra. È disponibile sia da 16 Ampere (sostiene fino a 3,7 kW) sia da 32 Ampere (sostiene fino a 7,4 kW); le due varianti sono distinte da differenti diametri della custodia cilindrica. È largamente utilizzata in tutte le applicazioni industriali e all'esterno degli edifici. È inoltre molto diffusa nelle installazioni da campeggio. Con opportuni dispositivi può essere utilizzata per la ricarica privata di veicoli elettrici. |
| Spina trifase industriale | La spina elettrica trifase industriale è caratterizzata dal colore rosso, che indica un livello di tensione di impiego di 400 V. Può presentare 4 contatti (tre fasi e terra) oppure 5 contatti (tre fasi, neutro e terra). È disponibile sia da 16 Ampere (sostiene fino a 11 kW) sia da 32 Ampere (sostiene fino a 22 kW); le due varianti sono distinte da differenti diametri della custodia cilindrica. Viene usata sui cantieri edili e su macchine industriali. Con opportuni dispositivi può essere utilizzata per la ricarica privata di veicoli elettrici. |
Prese e spine elettriche per la mobilità elettrica
Per la mobilità elettrica sono state sviluppate in questi anni delle specifiche prese e dei connettori che si differenziano sia sulla base dei paesi in cui rappresentano lo standard recepito dalle case automobilistiche, sia sulla base della compatibilità con corrente continua (ricarica veloce) o con corrente alternata (generalmente ricarica lenta).
| Nome | Descrizione |
|---|---|
| Tipo 1 Yazaki | Il connettore Tipo 1 rappresenta la presa per la mobilità elettrica standard giapponese e americano. In Europa si trova soltanto sul lato veicolo di alcune case automobilistiche (es. Nissan). Il connettore è provvisto di 5 contatti: 3 contatti di potenza e 2 contatti di comunicazione, e si può usare solo per le ricariche monofase (max: 230 V, 32 A, 7,4 kW). |
| Tipo 2 Mennekes | Il connettore Tipo 2 rappresenta la presa per la mobilità elettrica standard europeo. In Europa si trova sia sul lato veicolo di alcune case automobilistiche (es. Renault, Volkswagen) sia sulle colonnine pubbliche. Il connettore è provvisto di 7 contatti: 5 contatti di potenza e 2 contatti di comunicazione, e si può usare sia per le ricariche monofase (max: 230 V, 32 A, 7,4 kW) sia trifase (max: 400 V, 32 A, 22 kW). |
| CHAdeMO | Lo standard CHAdeMO è lo standard per la ricarica veloce in corrente continua (DC) più diffuso al mondo. Utilizzato e diffuso già da alcuni anni, è presente ad esempio sui veicoli Nissan, Mitsubishi, Peugeot, Citroën in aggiunta alla presa per la ricarica "lenta" di tipo 1 o 2. |
| CCS COMBO2 | Lo standard CCS (Combined Charging System) consiste in un unico connettore di ricarica sul veicolo elettrico, che consente sia la ricarica rapida in corrente continua (DC) sia la ricarica lenta in corrente alternata (AC). Questo sistema è oggi adottato da alcune case automobilistiche europee (ad esempio BMW e Volkswagen). |
| Tipo 3A Scame | Utilizzato solo per i veicoli leggeri (scooter e quadricicli). |
| Tipo 3C Scame | Si trova solo sulle colonnine ed è ormai in disuso. |
Modalità di ricarica di un'auto elettrica
Esistono diversi modi per ricaricare l'auto, sia per la ricarica privata sia per quella domestica:
- Modo 1: tipologia di ricarica privata che consiste nel collegare direttamente il veicolo elettrico via cavo alle normali prese di corrente. Questa modalità è adatta soprattutto a bici elettriche e ad alcuni scooter, mentre per le auto è sconsigliata per ragioni di sicurezza, o comunque da limitare a condizioni emergenziali;
- Modo 2: tipologia di ricarica privata (domestica o aziendale) effettuata in condizioni di sicurezza, lenta o veloce in funzione della potenza disponibile. Le prese di tipo domestico o industriale sono collegate attraverso un cavo di alimentazione che presenta un dispositivo di regolazione e controllo elettronico che garantisce la sicurezza delle operazioni durante la ricarica. In Italia in ambito pubblico non è consentita questa modalità di ricarica;
- Modo 3: ricarica per ambienti pubblici e privati, lenta o veloce. È il sistema di ricarica tipico delle colonnine pubbliche ma che può essere installato anche a livello privato. A livello pubblico generalmente è messa a disposizione dell'utente una presa di tipo 2 (diversa da quelle convenzionalmente utilizzate in ambito domestico e industriale); a livello privato i sistemi di regolazione e controllo sono incorporati nella colonnina o box di ricarica, a cui si può accedere con opportuni cavi muniti di prese specifiche del settore. La ricarica può essere di tipo lento (16 A, 230 V) oppure rapido (fino a 32 A, 400 V);
- Modo 4: ricarica diretta in corrente continua FAST DC. È la ricarica in corrente continua fino a 200 A, 400 V. Con questo sistema è possibile ricaricare i veicoli in alcuni minuti; il caricabatterie è esterno al veicolo (nella colonnina). Esistono due standard: CHAdeMO (giapponese) e CCS Combo (europeo).
Attrezzatura per la ricarica
A seconda della modalità di ricarica, l'attrezzatura necessaria varia. Di seguito le principali tipologie di stazioni e cavi che il proprietario di un'auto elettrica può incontrare.
Wall box / Home station
Stazioni di ricarica della grandezza circa di un contatore, installabili a muro per effettuare le ricariche in tutta sicurezza in Modo 3 in ambito privato (giardino di casa, box o parcheggio aziendale). Possono essere acquistate e fatte installare sia da venditori specializzati (es. e-station, ABB, ecc.), sia da alcuni fornitori di energia elettrica (es. Enel), sia dalla casa automobilistica. Il prezzo, esclusa l'installazione, varia tra i 450 e gli 800 €. I modelli in commercio possono avere come terminale un cavo connettore integrato (tipo 2 o tipo 3) da scegliere in funzione della presa del proprio veicolo, oppure una presa (generalmente tipo 2). Sebbene il connettore integrato sia per certi versi più comodo, la wall box a presa si presta ad essere utilizzata da diversi modelli di auto dotati di prese differenti. Sono disponibili wallbox tarate su diversi livelli di potenza (3,7-7,4-11-22 kW); la scelta deve essere effettuata tenendo conto della potenza massima accettata dal veicolo per la ricarica (in molti casi non superiore a 7,4 kW in AC), dell'impianto (monofase in genere max 6 kW, trifase) e sulla base dei costi della potenza disponibile da contrattualizzare (ridotti a seguito della riforma tariffaria, inferiori a 100 €/anno da 3 kW fino a 10 kW).
Colonnine elettriche
Stazioni di ricarica installate in ambito pubblico, ma che possono essere impiegate anche in parcheggi privati o semi-privati (supermercati, alberghi, ristoranti, ecc.). Queste stazioni di ricarica consentono ai possessori di veicoli elettrici di avere a disposizione una presa dedicata (tipo 2, tipo 3a) per ricaricare il proprio veicolo in Modo 3 (obbligatorio in ambito pubblico o nei parcheggi semi-privati). Il loro costo varia tra i 1.000 e i 3.000 € in funzione del modello scelto. I diversi modelli in commercio differiscono per la struttura (colonnina con fondazione, palo, box a muro, ecc.), per il numero di prese messe a disposizione, per la potenza massima accettata (3,7-7,4-11-22 kW), per la presenza o meno di un sistema di autenticazione (es. con card) e di pagamento (es. bancomat, gettoni, plug and play).
Cavi ricarica Modo 3
Cavi che consentono di connettersi in Modo 3 dalla presa di una colonnina elettrica o di una wallbox a quella dell'autoveicolo. Sono indispensabili per poter ricaricare da una colonnina pubblica (visto che non sono messi a disposizione presso le stazioni) e possono essere forniti in dotazione con il veicolo oppure acquistati ad un prezzo compreso tra i 200 e i 400 € in funzione del modello. I diversi modelli in commercio differiscono tra loro per il tipo di connettori lato autoveicolo (tipo 1, tipo 2) e lato stazione (tipo 2, tipo 3a, tipo 3c), la potenza massima accettata (3,7-7,4-22 kW) e la forma del cavo (spiralato o dritto).
Cavi ricarica Modo 2
Sono dei cavi con opportuni sistemi di regolazione e sicurezza che consentono di connettersi in Modo 2 da una presa domestica o industriale a quella dell'autoveicolo. Sono utili quando occorre ricaricare da una presa convenzionale privata non dedicata alla ricarica degli autoveicoli elettrici, come può accadere in viaggio o a casa di amici. Possono essere forniti in dotazione con il veicolo oppure acquistati ad un prezzo compreso tra i 500 e i 700 € in funzione del modello. I diversi modelli differiscono tra loro per il tipo di connettori lato autoveicolo (tipo 1, tipo 2) e lato stazione (presa industriale monofase/trifase, domestica shuko), la potenza massima accettata (3,7-7,4-22 kW) e la presenza o meno di un sistema di regolazione della potenza di ricarica.