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ELETTRONICA OGGI 499 - GENNAIO/FEBBRAIO 2022 31 TECH INSIGHT ENERGY HARVESTING L’energia può essere raccolta anche utilizzando generatori termoelettrici di ultima generazione, consentendo alle applicazioni di generare energia da una moltitudine di sorgenti termiche. Queste includono il calore di scarto generato dalle macchine nelle applicazioni industriali, o anche la differenza tra la temperatura dell’aria e la temperatura rilevata poche decine di centimetri sotto il suolo nelle applicazioni agricole. Bastano pochi gradi di differenza di temperatura per alimentare un sensore. Sono disponibili molte altre tecnologie di energy harvesting. Sono ben noti i collettori di vibrazioni che raccolgono energia dal movimento di macchine o anche da binari ferroviari, così come le microturbine e i generatori eolici, ma oggi in Europa molte aziende stanno sviluppando tecnologie basate su fonti più esoteriche, come piante e batteri. Con la giusta tecnologia, l’energia può essere raccolta da una gamma quasi illimitata di cose intorno a noi. Un confronto di alcune delle comuni tecnologie per la raccolta dell’energia è mostrato nella figura 1. Naturalmente, a volte la quantità di energia che si è in grado di raccogliere è molto piccola e sorge la necessità di un’elettronica specializzata per gestire quell’energia e trasformarla in qualcosa che si possa effettivamente utilizzare. Tuttavia, sono ora disponibili una gamma di circuiti integrati per la gestione dell’alimentazione e persino microcontrollori progettati specificamente per utilizzare queste piccole quantità di energia e sono ora ampiamente disponibili anche accumulatori di energia alternativa, come i supercap, in cui possiamo immagazzinare l’energia fino al momento del bisogno. Quindi, anche se potremmo aver ancora bisogno di una batteria nelle nostre applicazioni, l’uso della tecnologia di energy harvesting e di appropriate tecnologie di accumulo dell’energia stessa ci consentono di ridurre al minimo le dimensioni della batteria, se non di rimuoverla del tutto. La rimozione della batteria può anche rappresentare un vantaggio nei nostri prodotti. Si immagini un’applicazione in cui si voglia incorporare un sensore in un ponte per rilevare se la struttura sta iniziando a cedere. Tipicamente, tali strutture sono progettate per durare 50 anni e anche le migliori tecnologie di batterie, Fig. 1 – Un sistema di monitoraggio del suolo sviluppato da Renesas, alimentato dalla raccolta dell’energia dalla temperatura del suolo stesso Produzione di energia tipica delle tecnologie di energy harvesting Parametri Esempi di connes s ione Celle Solari Dinamo (Turbine ad A cqua, Turbine Eoliche) Generazione di energia dalle vibrazioni Dif f erenze di Temperatura (Ef f etto Peltier etc. ) Corrente d’uscita parecchi mA Decine di mA Decine di 100 uA Decine di mA Tens ione d’uscita parecchi V Da pochi V fino a parecchie decine di V parecchie decine di V fino a parecchie centinaia di V Da decine a centinaia di mV Frequenza d’uscita DC: AC: parecchie decine di Hz AC: da pochi Hz fino a parecchie decine di Hz DC: