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TECH INSIGHT SUSTAINABILITY La sostenibilità in fase di progettazione La fase della progettazione è fondamentale per defini- re il funzionamento di un prodotto. Ciò significa che la sostenibilità inizia in questa fase, e i progettisti devo- no prendere decisioni che supportino questo obiettivo, garantendo un utilizzo efficiente dell’energia e bassi consumi durante il funzionamento in modalità stan- dby. Fortunatamente, i fabbricanti di dispositivi stanno creando componenti e sottosistemi con eccellenti cre- denziali di sostenibilità. Tra questi, i componenti come i microcontrollori, i moduli per la comunicazione wire- less e una enorme varietà di componenti per l’alimen- tazione. A questo si aggiungono vari tool di sviluppo che aiu- tano i progettisti a ottimizzare l’utilizzo di energia di un nuovo progetto. Uno di questi dispositivi è l’ali- mentatore e unità di misura Qoitech Otii Ace Pro (Fig. 1). Questo innovativo dispositivo di piccole dimensioni misura tensione e corrente con una frequenza di cam- pionamento elevata ed è in grado di generare tensione con precisione. Otii Ace Pro offre una stima della durata della batteria, un’analisi in tempo reale e un’interfaccia utente com- pletamente configurabile. Questo strumento permette ai progettisti di misurare e di registrare il consumo di energia, la corrente di dispersione e la corrente di ri- poso. Con questi dati è possibile compiere scelte soste- nibili. Naturalmente, ogni tecnologia associata alla creazio- ne e alla trasformazione dell’energia è sottoposta a un esame delle credenziali di sostenibilità. Mai quanto nel mondo dei semiconduttori di potenza questo si dimo- stra vero. Tecnologie dei semiconduttori a bassa perdita per le applicazioni di alimentazione Per decenni, il silicio è stato la base di tutti i disposi- tivi di alimentazione. Con l’esigenza di una maggiore efficienza, specialmente in settori come la produzione sostenibile di energia eolica o solare, la capacità del si- licio di soddisfare gli obiettivi della progettazione sta diminuendo. Nuovi materiali ad ampio bandgap come il carburo di silicio (SiC) offrono minori perdite, fun- zionamento ad alta temperatura e affidabilità. Per esempio, gli inverter sono un componente fonda- mentale per convertire l’alimentazione a corrente di- retta, proveniente dai pannelli solari fotovoltaici, in corrente alternata per la rete. Gli inverter al silicio di ultima generazione possono raggiungere il 98% di ef- ficienza, mentre gli inverter a base di carburo di sili- cio aumentano questo valore al 99%. La differenza può sembrare minima, ma corrisponde a un dimezzamento delle perdite e, con 60 gigawatt (GW) di energia solare installati negli Stati Uniti[endnoteRef:4], questo gua- dagno dell’1% corrisponde a 600 MW ulteriori di energia solare disponibile. Se si applica ai 208,9 GW dei parchi solari in Europa, il guadagno ottenuto con la tecnologia al carburo di silicio sarebbe di circa 2.089 MW.[3] Naturalmente, le applicazioni per la tecnologia al car- buro di silicio sono numerose, ad esempio nei veicoli elettrici (EV), in cui prestazioni robuste ed efficien- ti garantiscono una migliore autonomia con una sin- gola carica. Uno dei più ampi portafogli di prodotti al carburo di silicio disponibili è quello di onsemi , i cui MOFSET M3S EliteSiC sono progettati per applicazioni ad alta frequenza per ottimizzare le prestazioni e l’ef- ficienza. Rispetto alle generazioni precedenti, questi dispositivi offrono circa il 40% in meno di perdite di commutazione totali, che rappresenta un contributo significativo all’efficienza del sistema. La sostenibilità nelle applicazioni industriali Anche se in futuro riusciremo a limitare le nostre abi- tudini di consumo, continueremo a consumare. Per migliorare la sostenibilità in questo ambito, le fabbri- che che producono questi beni devono diventare più sostenibili nel loro funzionamento. L’IoT (Internet of Things) e la sua controparte industriale IIoT (Industrial IoT), permettono di posizionare sensori a bassissimo consumo nelle fabbriche e nei magazzini, per moni- torare e controllare il consumo di energia in impieghi come l’illuminazione. Quest’ultima è necessaria solo in presenza di esseri umani, e molte strutture completamente automatiz- zate funzionano interamente “a luci spente”. Azionare Fig. 1 – L’Otii Ace Pro è uno strumento utile per l’analisi dell’u- tilizzo di energia nello sviluppo di soluzioni sostenibili (Fonte: Mouser Electronics) ELETTRONICA OGGI 519 - GIUGNO/LUGLIO 2024 33