Este projecto, no qual a Vinci Autoroutes, a start-up israelita Electreon, a Vinci-Construction, a Universidade Gustave-Eiffel e o grupo Hutchinson estão a trabalhar em conjunto, faz parte de uma dinâmica europeia de desenvolvimento de “estradas eléctricas” para libertar os carros eléctricos dos estágios de carregamento para viagens longas. E funciona: quatro protótipos de veículos representativos da frota de veículos, um veículo pesado, um utilitário, um ônibus e um carro, circularam livremente neste trecho enquanto recarregavam as baterias. Um feito tecnológico na ausência de qualquer contato físico entre o veículo e a fonte de energia elétrica.
O sistema é baseado em um dispositivo de transferência de energia por acoplamento magnético. Este processo é comparável ao utilizado pelos smartphones para recarregar as baterias sem contacto. É comparável a um transformador elétrico cujos enrolamentos, denominados primário e secundário, em vez de unidos, são separados. Mas se alguns watts são suficientes para carregar um telefone, são necessários 300 quilowatts para recarregar as baterias de um caminhão! O fornecimento de electricidade a um dispositivo deste tipo exigirá a implantação de novas redes.
Para efeitos desta primeira experiência, uma subestação de fornecimento de energia convencional foi suficiente. Tudo se resume a um transformador comparável ao responsável pelo abastecimento de uma área residencial ou de um pequeno parque industrial. Mas para abastecer todo um troço de auto-estrada, a rede de distribuição de electricidade terá, sem dúvida, de se dotar de uma infra-estrutura comparável à implementada nas redes de TGV. Quando questionados, nem a EDF, nem a RTE, nem a Enedis foram capazes de nos fornecer informações sobre as soluções previstas.
Colocadas na pista, as bobinas primárias detectam o veículo equipado com bobina receptora e enviam pulsos para ele, fornecendo energia para a bateria durante todo o trajeto. Crédito: Bruno Bourgeois
Os veículos são banhados por um fluxo magnético permanente
A dificuldade é que a transferência de energia por acoplamento magnético diminui muito rapidamente à medida que aumenta a distância entre o enrolamento “transmissor” e o enrolamento “receptor”. Algumas dezenas de centímetros são suficientes para comprometer o funcionamento do aparelho. No entanto, os veículos devem ter distância ao solo suficiente para circular em qualquer estrada. Além disso, eles permanecem na frente da bobina de transmissão apenas por um período muito curto.
É por isso que as bobinas utilizadas refletem os poderes a serem transferidos: imponentes. Alojados sob 10 cm de betume, de formato quadrado, medem um metro de cada lado e são agrupados aos pares em uma caixa protetora. Na experiência da autoestrada A10, nada menos que 900 bobinas foram colocadas sob a superfície da autoestrada. Assim, a bobina receptora do veículo é quase permanentemente banhada pelo fluxo magnético gerado pelas bobinas na estrada.
Para aumentar a eficiência e ao mesmo tempo limitar o número de voltas das bobinas e, portanto, a quantidade de cobre utilizada na sua fabricação, o sistema funciona em alta frequência (86,5 quilohertz, contra 50 hertz da rede doméstica). Uma subestação cuida da geração dessa corrente de alta frequência.
Por fim, o sistema identifica cada veículo que passa sobre uma bobina para, por um lado, ativar a sua alimentação de alta frequência e, por outro lado, faturar a quantidade de eletricidade transferida. Esta identificação é feita através de um sistema RFID (Identificação por radiofrequência) comparável ao dos crachás eletrónicos de portagem. Isto certamente levantará preocupações quanto à proteção da privacidade. Na verdade, nada é mais simples do que deduzir a velocidade do veículo medindo o tempo que ele passa pelas bobinas ou localizando-o com precisão de metro.
Se a viabilidade de uma solução de carregamento durante a condução for comprovada, a questão do seu custo permanece. Segundo Pierre Delaigue, diretor de projetos de mobilidade autónoma da Vinci, o custo adicional da sua integração em novos troços de autoestrada seria da ordem dos 4 milhões de euros por quilómetro, equipando uma faixa em cada sentido de circulação. A instalação das bobinas também pode ser realizada durante trabalhos de reparação de estradas. Uma operação cujo custo médio ronda os 8 milhões de euros para uma autoestrada de duas vias, com um custo adicional de cerca de 50%. Mas poderá ser parcialmente compensado por uma queda no preço do veículo.
A recarga dinâmica permitiria, de facto, reduzir consideravelmente o tamanho das baterias dos automóveis, uma vez que uma autonomia de cerca de cinquenta quilómetros seria suficiente. O suficiente para dividir por dez o custo da bateria, que hoje está estimado entre 10.000 e 35.000 euros.