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Strade solari

Negli ultimi anni la strada, elemento fondamentale del tessuto urbano, è stata investita di una nuova funzione oltre a quella tradizionale di collegamento tra luoghi e persone: essa aspira a diventare sito attivo di produzione di energia rinnovabile, che trae beneficio dalla prossimità tra le reti di trasporto e i luoghi di vita. Strade e autostrade sono, effettivamente, posti strategici per sfruttare l’energia solare, perché attraversano zone già densamente popolate e non necessitano di superfici agricole o terreni che potrebbero essere usati per altri scopi o semplicemente risparmiati nell’ottica di una progressiva tendenza al rispetto del suolo. 

Così, in tutto il mondo hanno cominciato a svilupparsi progetti diversi che cercano di trasformare quest’idea in tecnologia.

Negli Stati Uniti, sono i coniugi ambientalisti Julie e Scott Brusaw a fondare nel 2006 Solar Roadways, un’azienda che produce pannelli fotovoltaici di forma esagonale, i Solar Road Panels, talmente resistenti da poter sopportare il passaggio di veicoli. Ciascun pannello è dotato di un microprocessore che può essere collegato in modalità wireless a diversi dispositivi: da elementi riscaldanti, per prevenire l’accumulo di neve e ghiaccio sulle strade, ai LED, per l’illuminazione delle linee stradali o della segnaletica. I finanziamenti del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti hanno consentito di realizzare diversi test e di migliorare, nel corso degli anni, le caratteristiche di questo prodotto. Si è passati da un modello da 36 watt a uno da 48 watt, spesso circa 3,5 cm, largo 1,3 m e pesante poco più di 31 kg. Attualmente si sta lavorando alla quinta edizione dei pannelli di Solar Roadways, che sarà la prima effettivamente disponibile in commercio. [1]

Nel 2018 viene inaugurata in Cina a Jinan la prima autostrada fotovoltaica al mondo, promossa dal Quilu Transportation Development Group, un’azienda statale che si occupa dello sviluppo e della costruzione di percorsi. La strada, lunga un chilometro, si compone di tre strati: quello superficiale trasparente, con funzione protettiva; quello costituito dai pannelli fotovoltaici modulari; e, infine, quello di base, che deve assorbire le sollecitazioni generate dal passaggio delle vetture.

In Europa i francesi sono pionieri nel campo. WattWay, presentata alla stampa nel 2015 da Colas, un’importante azienda di infrastrutture francese, altro non è che un rivestimento stradale fotovoltaico: le cellule fotovoltaiche in silicio policristallino, estremamente fragili, sono ricoperte da strati di resine e polimeri trasparenti, che lasciano passare i raggi solari ma conferiscono alla struttura la resistenza necessaria al passaggio delle vetture. Wattway può dunque applicarsi a parcheggi e piste ciclabili, così come a strade trafficate, alimentando l’illuminazione pubblica, le insegne luminose, i tram, ma anche case e uffici. L’installazione non necessita di lavori extra di ingegneria civile e utilizza le strutture stradali già esistenti. Al netto di tutte le variabili che entrano in gioco, 20 metri quadrati di carreggiata Wattway dovrebbero riuscire a coprire i bisogni di elettricità di una casa (senza riscaldamento), mentre 1 km lineare di strada dovrebbe essere sufficiente per illuminare una città di 5000 abitanti [2]. Nonostante le polemiche legate ai risultati non sempre positivi ottenuti finora sui siti sperimentali, da gennaio 2021 dovrebbe partire la fase di commercializzazione.

Sempre in Francia, gli ingegneri di Eurovia, principale competitor di Colas, nel 2012 hanno ideato Power Road: questa utilizza uno scambiatore di calore, costruito in materiale rigorosamente riciclabile e posto sotto la superficie della strada, per raccogliere l’energia termica solare accumulata nell’asfalto durate la stagione calda e immagazzinarla nel sottosuolo grazie ad un sistema geotermico complementare. Durante l’inverno quest’energia viene prelevata per la manutenzione della strada stessa in seguito ad episodi nevosi, nonché per il riscaldamento degli edifici circostanti. Anche questa tecnologia è ormai stata testata con successo su una decina di siti ed è entrata in fase di commercializzazione.

In Olanda, un consorzio di cui fanno parte il Ministero delle infrastrutture, la provincia e tre comuni prevede di ricoprire l’autostrada A37 nella provincia di Drenthe con pannelli fotovoltaici bifacciali. L’obiettivo, tuttavia, non è quello di integrare i pannelli solari nella carreggiata, ma di disporli sulle banchine dell’autostrada e sulle aree limitrofe alle corsie di ingresso e uscita. Non essendo sottoposti a forti sollecitazioni, così, i pannelli non dovranno rispettare vincoli rigidi di resistenza meccanica e dunque potranno essere costruiti a prezzi più bassi. Attualmente si lavora alla formulazione di soluzioni per la manutenzione, la sicurezza e l’impatto su ambiente e biodiversità. Si pensa di utilizzare moduli in una gamma di colori che varia dal verde al bruno, per una migliore integrazione nel paesaggio.

Sostenuto finanziariamente da Germania, Austria e Svizzera, il progetto di ricerca “PV-SUD” ha invece come obiettivo la realizzazione una sorta di “ombrière” che ricoprirà le bande di circolazione. I pannelli solari non saranno dunque integrati nella strada, ma collocati al di sopra di essa. Oltre alla produzione elettrica vi sono altri vantaggi: la protezione delle carreggiate, contro le intemperie d’inverno e contro il surriscaldamento d’estate, permetterà di allungare la vita utile del rivestimento stradale, di aumentare la sicurezza stradale e di ridurre gli incidenti. Inoltre, questa soluzione dovrebbe proteggere gli abitanti dei territori circostanti dal rumore fastidioso della strada e gli autisti dai bollenti raggi estivi. La sfida tecnologica è quella di trovare un materiale abbastanza trasparente per lasciar passare i raggi solari e garantire al contempo una buona visibilità ai conducenti, senza perdere troppo in termini di intensità luminosa. Quando la tecnologia sarà pronta, questa verrà installata su un tratto di strada di circa 40 m per valutarne la performance.

Dalla Svezia arriva il progetto, gestito dal consorzio Smartroad Gotland e finanziato dal Ministero dei trasporti, di una strada che consente la ricarica dei veicoli elettrici in transito, abolendo la necessità di grandi batterie e lunghe soste per garantire percorrenze importanti, anche per mezzi pesanti. La tecnologia impiegata, DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer), è costituita da enormi piastre di rame a induzione annegate nell’asfalto, una o più piastre sotto i veicoli, un sistema che comunica con i veicoli connessi e un altro per la fornitura di elettricità. In tal modo, solo i mezzi debitamente equipaggiati vengono ricaricati. Questa tecnologia è stata testata su un tratto di strada lungo 1,6 km. Il sistema è stato azionato per la ricarica dinamica di un camion elettrico su un tratto di 50 metri ad una velocità fino a 30 km/h, con risultati soddisfacenti [3]. Attualmente si lavora per aumentare gradualmente la potenza trasferita e la velocità del veicolo.

Le idee e i progetti sono tanti, tante ancora le incertezze e le sfide che ognuno porta con sé. La strada simbolicamente evoca il viaggio, il cambiamento, la scoperta. Allora, quale modo migliore per intraprendere questo percorso verso la transizione energetica?

[1] The Solar Road Panel, Solarroadways, https://solarroadways.com/product/product/ 
[2] Colas révolutionne la route en créant la route solaire Wattway, 13/10/2015, colas, https://www.colas.com/fr/presse-mediatheque/communiques-de-presse/colas-revolutionne-la-route-en-creant-la-route-solaire-wattway 
[3] Successful start for world's first wireless electric road for trucks, 18/03/2020, Smartroad Gotland, https://news.cision.com/electr...

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  • L'Autore

    Chiara Natalicchio

    Laureata con Lode in Ingegneria Meccanica Magistrale con indirizzo Smart Factory al Politecnico di Bari.
    Durante gli studi, ha partecipato a un tirocinio presso il Centro Nazionale di Ricerca a Bari, e a due esperienze internazionali: il programma Erasmus a Bilbao, in Spagna, e il programma Double Degree a Parigi, in Francia. Qui si è occupata principalmente di energia, collaborando, durante uno stage di sei mesi, al progetto di commercializzazione di una strada solare, che è diventato poi oggetto di tesi.
    Attualmente svolge uno stage in una società di gestione immobiliare, dove si occupa di gestire progetti di manutenzione, rinnovazione ed efficientamento energetico degli immobili gestiti dal Gruppo.
    La sua passione è lo sport, in tutte le sue forme: al chiuso, all’aperto, individuale, di gruppo. Dopo una lunga carriera da ginnasta, durante gli anni universitari si dedica all’allenamento delle giovani leve; da sei anni nuota in una squadra master, partecipando a competizioni regionali.
    Ama la lettura, il cinema, i viaggi e le lingue straniere.
    Da sempre sensibile a temi sociali, politici ed ecologici, nel Novembre 2020 entra nel team di Mondo Internazionale per occuparsi della redazione di articoli per l’area “Ambiente e Sviluppo” e come Policy Analyst nel gruppo MIIP.Graduated with honors in Mechanical Engineering at the Polytechnic of Bari.

    During her studies, she carried out an internship at the National Research Center in Bari, and two international experiences: the Erasmus program in Bilbao, Spain, and the Double Degree program in Paris, France. Here, she mainly dealt with energy, collaborating, during a six-month internship, on the marketing project of a solar road, which later became the subject of her thesis.
    She currently takes part in an internship at a property management company, where she manages maintenance, renovation and energy efficiency projects of the properties managed by the Group.
    Her passion is sport, in all its forms: indoors, outdoors, individually or in groups. After a long career as a gymnast, during her university years she started to train young talents; she has been swimming in a master team for six years, participating in regional competitions.
    She loves reading, travelling and studying foreign languages.
    Always sensitive to social, political and ecological issues, in November 2020 she joins the Mondo Internazionale team to write articles for the "Environment and Development" area and as a Policy Analyst in the MIIP group.

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