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EMBEDDED 83 • FEBBRAIO • 2022 24 Kit di sviluppo per l’accumulo e il riutilizzo dell’energia SPECIALE | ENERGY HARVESTING Il concetto di Energy Harvesting sta trasformando la rivoluzione IoT in una storia di successo in tutto il mondo: una sintetica panoramica dei più interessanti kit di sviluppo disponibili che consentono di “toccare con mano” questa tecnologia Davide Di Gesualdo Energy Harvesting è il processo di raccolta dell’energia da varie fonti naturali, e la trasfor- mazione della stessa in energia elettrica, allo scopo di alimentare dispositivi elettronici. Questa tecno- logia è particolarmente adatta per gli ecosistemi di senso- ri wireless e nel mondo IoT: piccoli dispositivi elettronici come sensori, dispositivi indossabili e altri sistemi remoti possono beneficiare di un accesso autonomo all’alimenta- zione senza batteria con interruzioni solitamente minime. Il concetto di Energy Harvesting sta trasformando la ri- voluzione IoT in una storia di successo in tutto il mondo. Energy Harvesting: principi di funzionamento Siamo letteralmente circondati da energia disponibile sotto svariate forme. Queste fonti includono luce solare, vento, vibrazioni meccaniche, sorgenti termiche, piezo- elettriche ed elettrostatiche. L’Energy Harvesting non fa altro che mettere in piedi un processo di estrazione e tra- sduzione di energia da queste fonti a favore di dispositivi elettronici alimentati a bassa potenza. Ciascuna delle fonti di energia ambientale utilizza metodi tecnologici speciali per la trasduzione. Per esempio: • energia solare: impiega i sistemi fotovoltaici (celle solari) per convertire i fotoni presenti nella luce solare in ener- gia elettrica. In congiunzione con questo tipo di sistema, solitamente vengono utilizzati inverter solari per appli- cazioni di consumo energetico in ambienti domestici e industriali; • energia eolica, ma viene utilizzata per mettere in movi- mento delle turbine che, combinate con dei generatori tipo dinamo, permettono la generazione di energia elet- trica. Le turbine a energia eolica sono ovviamente posi- zionate in aree che sono continuamente soggette a venti forti e costanti, come ad esempio le valli montane; • vibrazioni meccaniche: questo processo sfrutta la leg- ge di Faraday, per cui l’energia elettrica viene prodotta grazie all’interazione e il movimento relativo tra un ma- gnete (generatore di campo magnetico) ed un materiale conduttore (spire). Inoltre, l’energia può essere ricavata da vibrazioni ambien- tali a bassa frequenza come 100Hz. In alcuni studi che sono stati condotti, è emerso che i carichi e le condizioni ambien- tali che insistono su strutturemeccaniche come i ponti sono normalmente causa di un intervallo di vibrazione tra 100- 200 Hz: si ritiene che tale magnitudo di vibrazione abbia il potenziale per fornire autonomamente energia ai disposi- tivi di monitoraggio essenziali per queste stesse strutture. Energy Harvesting e mobilità energetica della IoT Una delle sfide fondamentali del prossimo futuro per la