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components
ENERGY HARVESTING
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- 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