E’ stato presentato al Museo Ferrari di Maranello “Emilia 3”, l’unico veicolo solare italiano iscritto al World Solar Challenge Australiano, in programma dal 6 al 13 ottobre su un percorso di 3200 km. Realizzato dal team Onda Solare con il patrocinio del CNR, questo prototipo di cinque metri di lunghezza, duecento chilogrammi di peso, corpo in carbonio e alimentazione a celle fotovoltaiche è l’ultimo di una serie di veicoli a “zero emissioni” a concorrere ad una gara internazionale che vedono il coinvolgimento diretto dell’Istituto ITI/Ipsia A. Ferrari di Maranello, affiancato in questa avventura da un team composto da istituzioni (Regione Emilia-Romagna, Università di Bologna, Comuni di Maranello e di Castel San Pietro Terme) e aziende private. “Il progetto”, spiega Filippo Sala, docente del corso prototipi all’Ipsia, “vede la partecipazione di docenti, studenti e giovani ricercatori dell’Università di Bologna, del corso prototipi della nostra scuola che sostiene, collabora e sviluppa didattica sulla mobilità a zero emissioni, di un imprenditore innovativo di Reggio Emilia che ha progettato, realizzato e regalato i motori originali, e di tante ditte piccole e grandi che hanno offerto materiali, componenti e tecnologie: grazie a questa collaborazione ha preso forma un’auto solare nuova, di grande valore economico e tecnologico, con un corpo in carbonio realizzato dalla Grafite-Compositi di Castel San Pietro nel bolognese”. Nello specifico, Emilia 3 è stata progettata con l’obiettivo di rendere più competitiva Emilia 2 – che aveva partecipato al World Solar Challenge del 2011 – e costruire un veicolo leggero, efficiente ed affidabile. “Questo progetto”, ha sottolineato Giorgio Gibellini, vicesindaco di Maranello, “è l’ennesima dimostrazione di come a Maranello scuola e aziende collaborino in modo virtuoso”. Per Alessandro Chiesa, direttore sviluppo del personale alla Ferrari, “un veicolo del genere può insegnare ai ragazzi a lavorare con passione e a rispettare le regole”. Alla presentazione sono intervenuti anche, oltre al team Onda Solare al gran completo, la dirigente dell’Ipsia Margherita Bazzani, l’ingegner Attilio Raimoni del servizio energia della Regione Emilia-Romagna e Stelio Montebugnoli, assessore all’ambiente del Comune di Castel San Pietro Terme. L’Italia ha una storia ormai consolidata di automobili e prototipi solari che hanno partecipato a gare, eventi, competizioni ed eco-maratone. Il primo veicolo a partecipare al World Solar Challenge Australiano è stato, nel 1995, l’abruzzese “Futura”. Da allora l’Emilia-Romagna è stata al centro della progettazione di veicoli solari, con “Pinocchio”, “Idea solare”, “Grasparossa”, Emilia 1 e 2, “Virgil Whale”, “Progetto levante”, “Via della seta in Cina con auto solare”, “Periplo dell’isola di Hookaido in Giappone con auto solare”.
“Come è evidente uno dei componenti fondamentali delle macchine che partecipano a questa competizione estrema è costituito dal sistema fotovoltaico, che è chiamato a generare l’unica fonte di energia disponibile per il mezzo. Il sistema fotovoltaico di Emilia 3 è stato messo a punto avvalendoci dell’esperienza già sviluppata nella collaborazione tra il dott. Marco Bianucci del CNR-ISMAR e alcuni velisti di fama internazionale, tra cui Giovanni Soldini. Tale esperienza ha portato sul mercato il modulo SolbianFlex della Solbian Energie Alternative srl che costituisce un’importante innovazione nel fotovoltaico per la nautica. Le caratteristiche che vengono richieste infatti al sistema fotovoltaico di Emilia 3 sono molto simili a quelle delle barche da competizione: lo spazio a disposizione è poco, quindi i moduli devono essere estremamente potenti (grande efficienza delle celle), la leggerezza la flessibilità, la robustezza e l’affidabilità sono requisiti fondamentali per cui i moduli devono essere laminati con particolari materiali plastici molto sottili, trasparenti, resistenti agli tensioni meccaniche e ambientali e dotati di particolare capacità di distribuire gli stress interni e esterni. Inoltre il sistema non può costare troppo per compatibilità con i limitati budget a disposizione. La tecnologia di base utilizzata per la laminazione dei moduli è stata quindi quella della Solbian Energie Alternative srl, ma la sfida ulteriore è stata la compattazione massima delle celle per minimizzare le zone “vuote” e utilizzare tutto lo spazio disponibile da regolamento e dai vincoli aerodinamici. Inoltre per massimizzare le prestazioni aerodinamiche e diminuire il più possibile il peso sono stati utilizzati spessori particolarmente piccoli per i materiali plastici. Le celle sono state scelte dopo un confronto tra il dott. Bianucci e Peter Aschenbrenner, il vice presidente di SunPower Corp., l’azienda che realizza le celle monoscristalline più efficienti al mondo. La selezione è caduta sulle celle Back-Contact da 5′ BIN-J, cioè le più performanti in assoluto tra le già eccezionali celle della SunPower. Altro tema di ricerca e sviluppo è stato quello relativo alla minimizzazione degli effetti da mismatching elettrico dovuto alle ombre parziali e alla diversa illuminazione tra le diverse parti sistema fotovoltaico. In barca ovviamente questo problema si presenta in modo molto rilevante ma anche su una macchina dalla linea molto pulita come Emilia 3 in realtà questa problematica è importante in quanto il cupolino in molte situazioni ombreggia parte delle celle del sistema e, in una competizione così estrema, si deve evitare qualsiasi causa di perdita di efficienza del generatore fotovoltaico. Questa problematica è stata affrontata facendo tesoro delle soluzioni già verificate in ambito nautico, adattandole praticamente, grazie al lavoro dei ricercatori del Dipartimento di Ingegneria elettrica dell’Università di Bologna al caso specifico. Le celle intorno al cupolino vengono così controllate in modo indipendente rispetto al resto del sistema evitando che una loro possibile failure, perché in ombra, vada ad incidere sulla performance degli altri moduli.”
(Marco Bianucci, ricercatore dell’Istituto di scienze marine del Consiglio nazionale delle ricerche Ismar-Cnr di Bologna)
