Elettronica_Oggi

components

ENERGY HARVESTING

- ELETTRONICA OGGI 444 - APRILE 2015

lunque elemento che produce o dissipa calore, come tu-

bazioni, motori, superfici esposte al sole o al freddo, e così

via. L’interesse per questo tipo di applicazioni è in costante

crescita, al punto che secondo

IDTechEx

il mercato globale

di questi dispositivi raggiungerà i 950 milioni di dollari nel

2024, come indicato nel report “Thermoelectric Energy Har-

vesting 2014-2024: Devices, Applications, Opportunities”.

Il medesimo report prevede per il 2015 un mercato globale

di circa 9 M$, contro i soli 400 mila dollari del 2013. La cre-

scita per gli anni prossimi si aggirerà sull’11% annuo, a stima

dell’Annual Energy Outlook della statunitense EIA (Energy

Information Administration). Tale andamento è evidenziato

dal grafico di figura 3. In questo settore sarà sempre più

importante la quota di mercato generata dalle reti di sensori

wireless (WSN), che a partire dalla fine dell’attuale decennio

rappresenterà oltre il 30% del totale.

Nuove applicazioni

Le ora citate prospettive di crescita sono infatti supportate

da nuove applicazioni, alcune delle quali già implementate in

alcuni prodotti di tipo innovativo, come ad esempio la misura

delle temperature di cottura sfruttando l’energia termica del

tegame, oppure sfruttare il calore del corpo per alimentare

apparati smart-wearable come wrist-band, cinture di moni-

toraggio per atleti, elmetti intelligenti, e così via. In campo

medico possono parimenti essere alimentati autonomamen-

te dispositivi di misura della temperatura corporea o della

pressione, di monitoraggio del battito cardiaco o di analisi

del glucosio nel sangue.

Non solo, ma il previsto sviluppo di generatori termoelettrici

flessibili – consentiti anche dalla disponibilità di materiali

termoelettrici di tipo organico – permetterà ad esempio di

integrare tali dispositivi nell’abbigliamento, per realizzare

quelli che vengono chiamati “intelligent wearables”.

Un altro settore applicativo ideale per i generatori termoelet-

trici è sicuramente quello industriale, dove sarà possibile in-

stallare – anche in posizione remota – sensori e trasmettitori

di segnali di monitoraggio degli impianti che non richiedo-

no alcuna batteria, grazie alla possibilità di auto-alimentarsi

sfruttando proprio l’energia ricavata da parti a temperatura

più elevata di quella ambiente.

Ciò permette non solo di evitare la periodica sostituzione

delle batterie, ma anche di non richiedere cavi e cablaggi

inutili, che possono captare facilmente disturbi elettroma-

gnetici indotti. Già ora alcuni produttori forniscono dei di-

spositivi di misura della temperatura e della pressione ali-

mentati dall’energia ricavata dal calore del fluido presente

nelle tubature. Ne è un esempio WiTemp di

ABB

(Fig. 4), un

trasmettitore di temperatura wireless alimentato da un ge-

neratore termoelettrico che sfrutta il calore delle condotte

di vapore. WiTemp si accontenta di una differenza di tem-

peratura di almeno 30

°C per pote

r operare in completa au-

tonomia e trasmettere i dati di temperatura con portante a

2.4 GHz.

Fig. 2 – Aspetto di una generica cella di Peltier

Fig. 3 – Si prevede che il mercato dei generatori termoelettrici sia desti-

nato a crescere con un ritmo superiore al 10% annuo, raggiungendo i

950 milioni di dollari nel 2024

Fig. 4 – Il dispositivoWiTemp di ABB, un lettore di dati alimen-

tato da un generatore termoelettrico