Bicicletta fotovoltaica
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
 |
| Questa voce è collegata al Portale Trasporti (Coordinamento del:Progetto Trasporti) |
| Sezione Trasporti |
|
Trasporto di passeggeri |
| Sezione Veicoli |
|
Mezzi di trasporto |
La bicicletta fotovoltaica è un mezzo di trasporto che nasce dall'unione di tre elementi:
Indice |
[modifica] Generalità
Il motore elettrico trasforma la bicicletta tradizionale in un mezzo con una maggiore autonomia: la bicicletta a pedalata assistita e il pannello fotovoltaico spinge agli estremi il concetto di bicicletta a pedalata assistita.
Il pannello fotovoltaico raccoglie l'energia irradiata dal sole e ricarica la batteria o contribuisce a farla scaricare più lentamente. Il pannello fotovoltaico deve essere ancorato saldamente alla bicicletta ed avere dimensioni compatibili con la sicurezza del veicolo. La superficie può variare indicativamente da un minimo di 0,5 m² a un massimo di 1 m². Si consiglia di montarlo in modo che risenta il meno possibile del vento laterale altrimenti molto pericoloso per la circolazione. La potenza del pannello fotovoltaico considerato il limite delle dimensioni e del peso potrebbe essere compreso tra 60 e 180 Watt. Pannelli di dimensioni minori danno un apporto al sistema quasi trascurabile a meno che la bicicletta non venga utilizzata pochissimo.
Ipotizzando che la bicicletta sia dotata di un motore da 250 W di potenza a 24 V e la capacità della batteria sia di 9 Ah l'energia immagazzinata nella batteria è di circa 216 Wh corrispondenti a 777.6 kJ. Con un pannello da 60 Watt 24 V in teoria in condizioni di utilizzo ottimali la batteria si ricaricherebbe in 4,32 ore se il pannello erogasse sempre la sua potenza nominale. Poiché le condizioni di utilizzo sono molto distanti da quelle ottimali, soprattutto a causa dell'orientamento e dell'ombreggiamento che il pannello può subire, si deve perciò ipotizzare che il pannello fornisca mediamente una frazione della sua potenza nominale, meno della metà, e che quindi il contributo del pannello fotovoltaico sia di diminuire la velocità di scarica della batteria durante la corsa. Ci sarà perciò bisogno ogni tanto di fermarsi per ricaricare le batterie oppure accettare di utilizzare il veicolo come una normale bicicletta.
Un altro effetto è che nell'utilizzo del pannello fotovoltaico con le diffuse batterie NIHM questo concorre a mantenerle sempre a una percentuale di carica molto elevata evitando così la scarica totale delle batterie che ne accorcerebbe sensibilmente la vita utile.
[modifica] Velocità
In Italia vale il limite del codice della strada imposto per le biciclette a pedalata assistita 25 km/h. La presenza del pannello fotovoltaico peggiora l'aerodinamica del veicolo e rende perciò ancora più antieconomico, rispetto alla bicicletta a pedalata assistita, viaggiare a velocità superiori ai 20-25 km/h come velocità di crociera che risulterà quindi molto vicina a quella media perché difficilmente si grandi avranno punte velocistiche dato la notevole massa da accelerare.
[modifica] Consumo
L'energia necessaria per la propulsione del veicolo parte da un minimo di incirca 1500 kJ o 0,43 kWh per 100 km. Se il livello di assistenza è 1:1 sono metà a carico della batteria e altrettanto a carico del ciclista.
[modifica] Autonomia
L'energia necessaria per percorrere, in bicicletta alla velocità di 20 km/h, un chilometro su strada piana in assenza di vento è mediamente di 20 kJ corrispondenti a 5,55 Wh o 4,78 kcal. In una bicicletta a pedalata assistita con rapporto 1:1 il ciclista fornisce quindi 10 kJ e altri 10 kJ per chilometro vengono forniti dal motore. Ipotizzando una velocità di 20 Km/h un chilometro viene percorso in circa 3 minuti. Ne consegue che con una batteria da 200-250 Wh l'autonomia minima è di circa 36 km.
[modifica] Schema elettrico
Il pannello è connesso in parallelo alla batteria ed in serie a un diodo che impedisce che la corrente di scarica della batteria vada verso il pannello fotovoltaico. Se il pannello fosse sovradimensionato rispetto alla capacità della batteria, nelle giornata di pieno sole e nei momenti di corretta esposizione con una intensità troppo elevata la danneggerebbe. Si può ovviare a questo inconveniente con un regolatore di carica.
[modifica] Massa
È data dalla somma: bicicletta circa 12 kg, dal pannello fotovoltaico circa 8-10 kg e dalla batteria altri 4 kg. In totale quindi la massa di una bicicletta fotovoltaica è considerevole e si aggira sui 25 kg.
[modifica] Sicurezza
La massa e l'ingombro sono due fattori molto critici per la bicicletta fotovoltaica. Gli spazi di frenata sono maggiori rispetto a una bicicletta di massa inferiore, non sono però pericolosi a meno che non si esageri trasportando oggetti molto pesanti. Ci sono circa 25kg in più ed è bene tenerne conto rispettando distanze di sicurezza maggiori.
[modifica] Filosofia
Il pensiero che sta dietro a questa costruzione meccanica tecnologica è uno stile di vita eco-sostenibile sobrio e salutare. L'uomo si mette nelle mani della natura e ne rispetta i tempi, rinunciando anche al "tutto e subito" a favore di un "volentieri si si può". Dal potere tutto della mobilità a qualsiasi ora e condizione climatica lascia spazio a viaggi programmati con il favore del sole.
[modifica] Ecologia
La bicicletta, come tutti i mezzi fotovoltaici e in genere che utilizzano fonti rinnovabili, sono la migliore preparazione ad affrontare il picco di Hubbert. Il contributo della bicicletta fotovoltaica all'ambiente è da valutare mediamente in 120-160 grammi di CO2 per ogni chilometro percorso rispetto all'auto 80 grammi rispetto allo scooter, 25 rispetto all'autobus e 10 rispetto al treno.
[modifica] Salute
I benefici per la salute sono molteplici. Con la b.f. e in generale con le biciclette a pedalata assistita si userà più spesso della bicicletta non assistita e quindi si farà più moto diminuendo così il rischio di malattie cardiovascolari, ipertensive e migliorando lo stato di forma in generale.
[modifica] Economia
Valutare la convenienza economica della b.f. è difficile sia se si paragona alla bicicletta a pedalata assistita sia se si paragona ad altri mezzi di trasporto. Il costo della b.f è uguale a quello della bicicletta a pedalata assistita più il costo del pannello fotovoltaico ed eventualmente del regolatore di carica. Nel piano macro-economico la b.f. permette un diverso allocamento delle risorse privilegiando i produttori di pannelli fotovoltaici e di biciclette a discapito dei produttori di petrolio. I cambiamenti che induce l'uso della b.f. sono molto simili a quelli legati all'uso dell'energia solare. Il costo del kilometro percorso con la b.f. può variare all'incirca da 1€cent ai 2€cent a seconda che il costo di acquisto si voglia ammortizzare in 50.000 o 100.000 km. Se la b.f. viene esercita senza l'accumulo di energia della batteria diminuisce di sicuro la sua utilità aumentandone l'economicità.
