Grazie al suo potenziale illimitato e alle emissioni zero, l’energia solare sta rapidamente diventando un componente chiave delle soluzioni elettroniche all’avanguardia, riducendo l’impronta di carbonio dei dispositivi che fanno parte della nostra vita quotidiana.
I progressi tecnologici dell’energia solare stanno trasformando la progettazione, la produzione e l’uso delle apparecchiature elettroniche, migliorando l’efficienza dei comuni dispositivi elettronici di consumo e facilitando l’installazione di sistemi industriali avanzati. Questi progressi non solo riducono l’impatto ambientale dell’industria elettronica, ma aprono anche la strada ad alternative più autosufficienti, affidabili e convenienti.
In questo articolo ci concentreremo sul ruolo dell’energia solare nel settore dell’elettronica, evidenziando alcune delle principali innovazioni che stanno contribuendo a portare la tecnologia a un livello superiore.
L’importanza dell’energia solare
Prima di approfondire i progressi tecnologici che contribuiscono a far progredire l’energia solare, è importante comprendere l’importanza dell’energia solare in generale.
Nell’ultimo decennio, l’energia solare è diventata una fonte di energia rinnovabile sempre più importante, con un numero di installazioni solari in rapida crescita. Secondo Our World in Data, tra il 2000 e il 2022, l’uso del fotovoltaico (PV) ha registrato una forte espansione a livello mondiale e si prevede che continuerà a crescere. Secondo l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA),nell’analisi e previsioni delle fonti rinnovabili 2023-2028, nel 2028 il 42% dell’elettricità mondiale sarà prodotta da energie rinnovabili, di cui il 25% da energia solare ed eolica.
“L’energia solare sarà essenziale per soddisfare la crescente domanda di energia e per contrastare il cambiamento climatico.”
Ramez Naam, tecnologo e scrittore americano, ha affermato:
Si tratta di proiezioni promettenti ed è chiaro che l’energia solare svolgerà un ruolo sempre più importante in un futuro più sostenibile. Ecco quindi alcuni dei principali sviluppi nell’energia solare che stanno cambiando il settore dell’elettronica.
6 recenti innovazioni e tecnologie nell’elettronica a energia solare
La creazione di celle solari in perovskite è uno degli sviluppi più significativi nella tecnologia solare. Queste celle non solo sono più economiche da produrre e offrono una maggiore flessibilità di applicazione rispetto alle celle convenzionali basate sul silicio, ma promettono anche un’efficienza molto più elevata. Un nuovo standard per l’efficienza dell’energia solare è stato stabilito dai ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL), che hanno recentemente raggiunto un tasso di efficienza del 25% nelle celle di perovskite.
Inoltre, lo sviluppo di pannelli solari trasparenti utilizzabili su finestre e schermi e di pannelli solari flessibili ha creato nuove opportunità per incorporare l’energia solare nell’elettronica di consumo. La tecnologia indossabile, come i fitness tracker e gli smartwatch, può essere alimentata dalla luce solare integrando perfettamente questi pannelli nel loro design. Continua a leggere per scoprire le applicazioni più comuni della tecnologia solare nell’elettronica.
1. Elettronica di consumo a energia solare
L’energia solare sta guadagnando popolarità nel settore dell’elettronica di consumo e fornisce alternative sostenibili ai metodi di ricarica convenzionali. Un esempio è il caricabatterie a energia solare, che utilizza pannelli solari per ricaricare tablet, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici portatili. Questi caricabatterie sono particolarmente utili per le attività all’aperto e nelle aree in cui l’elettricità è scarsa o incostante.
Allo stesso modo, gli indossabili che funzionano con l’energia del Sole, come i fitness tracker, gli orologi e persino alcuni tipi di abbigliamento, integrano piccoli pannelli solari per mantenere le batterie cariche o prolungarne la durata, offrendo sia sostenibilità che convenienza. Un esempio di abbigliamento a energia solare è l’incorporazione di celle solari nei tessuti. I ricercatori della Nottingham Trent University hanno sviluppato l’integrazione di celle solari in miniatura nei tessuti, consentendo loro di ricaricare le batterie di smartwatch o smartphone.
Inoltre, le tastiere wireless solari e altre periferiche, come i mouse, sono realizzate con celle solari che utilizzano la luce ambientale per alimentare i dispositivi. In questo modo si elimina la necessità di batterie e si migliorano le prestazioni dei comuni accessori elettronici.
2. Trasporti a energia solare
Sebbene i veicoli a energia solare stiano diventando sempre più popolari, non sono ancora molto diffusi. Si tratta di piccole automobili, barche, autobus e treni innovativi a energia solare, come quello della California (vedi video sotto), che utilizzano pannelli solari per alimentare l’elettronica di bordo o per potenziare le batterie.
Inoltre, i parcheggi, i centri commerciali, le autostrade e le aree residenziali sono tra gli spazi pubblici in cui le stazioni di ricarica EV a energia solare vengono installate a un ritmo crescente. Utilizzando l’energia solare per creare elettricità per la ricarica dei veicoli elettrici, queste stazioni riducono la dipendenza dalla rete elettrica e incoraggiano l’uso di energia pulita. I caricabatterie solari autonomi sono progettati per funzionare fuori rete, immagazzinando l’energia solare nelle batterie, il che garantisce una ricarica continua anche durante la notte o nelle giornate nuvolose.
3. L’energia solare nei dispositivi di monitoraggio e comunicazione a distanza
Nel campo del monitoraggio e della comunicazione a distanza, la tecnologia dei pannelli solari si sta rivelando preziosa. I sensori a energia solare o i sistemi solari fotovoltaici (PV) sono ampiamente utilizzati in agricoltura (agrivoltaica), nel monitoraggio ambientale e nella manutenzione delle infrastrutture, soprattutto nelle aree che non hanno facile accesso alle fonti di energia o in cui la rete elettrica non è disponibile. Anche le radio di emergenza e i dispositivi di comunicazione traggono vantaggio dall’energia solare, garantendo il loro funzionamento durante le interruzioni di corrente o in luoghi remoti.
L’energia solare è inoltre essenziale per i dispositivi Internet of Things (IoT), che richiedono un’alimentazione costante. Questa soluzione energetica sostenibile è particolarmente efficace per l’alimentazione di dispositivi IoT in applicazioni smart city e sistemi di monitoraggio remoto, fornendo un’alternativa affidabile ed ecologica alle fonti di energia tradizionali.
4. Attrezzature solari per esterni e per il tempo libero
Per fornire una fonte di energia affidabile in luoghi isolati, i pannelli solari portatili sono ampiamente utilizzati nelle attrezzature da campeggio per alimentare lampade, unità GPS e altri piccoli dispositivi elettronici. Ad esempio, Garmin, fornitore di dispositivi GPS, ha sviluppato un navigatore portatile GPS solare con una batteria ricaricabile agli ioni di litio. Per saperne di più, vedere il video qui sotto.
Inoltre, gli amanti dell’outdoor scelgono sempre più spesso altoparlanti portatili a energia solare. Con questi altoparlanti è possibile ascoltare musica e intrattenimento all’aperto senza dover ricorrere a batterie usa e getta o a fonti di alimentazione esterne. È un’opzione più ecologica.
5. Elettricità solare
L’energia solare è una componente fondamentale delle soluzioni per la casa e l’edificio, migliorando la sostenibilità e l’efficienza energetica. Un’opzione innovativa e comunemente implementata è rappresentata dai caricatori solari da finestra, che si attaccano alle finestre per catturare la luce solare e alimentare immediatamente piccoli dispositivi elettronici o ricaricare gli smartphone. Fluke fornisce una serie di strumenti e apparecchiature per l’alimentazione a energia solare, tra cui misuratoridi irraggiamento, multimetri digitali e altri strumenti. Scopri quali sono gli strumenti necessari nei sistemi a energia solare nel video qui sotto.
Un altro sviluppo degno di nota nella tecnologia delle case intelligenti è l’integrazione dei sistemi a energia solare, che utilizzano l’elettricità solare per alimentare l’illuminazione, i sistemi di sicurezza e altri elettrodomestici collegati in rete. Questi sistemi incoraggiano l’uso di fonti di energia rinnovabili, riducono la dipendenza dalla rete elettrica e creano un ambiente di vita più sostenibile e indipendente.
6. Sistemi di depurazione dell’acqua a energia solare
L’energia solare può essere utilizzata per purificare l’acqua. Questi sistemi sfruttano l’energia solare per alimentare i processi di purificazione, come la distillazione o la filtrazione. Sono particolarmente utili nelle località isolate e nelle comunità colpite da disastri, dove l’accesso all’acqua potabile è limitato. Inoltre, alcuni progetti sono dotati di pannelli solari mobili, facili da installare e utilizzare in diversi ambienti.
Sfide nell’implementazione della tecnologia solare nell’elettronica
Nonostante queste innovazioni, l’integrazione della tecnologia solare nell’elettronica presenta delle sfide. I principali ostacoli includono problemi estetici, vincoli di spazio e la necessità di un’elevata efficienza in condizioni di scarsa illuminazione. Gli innovatori stanno affrontando questi problemi sviluppando l’elettronica miniaturizzata, pannelli solari miniaturizzati e sistemi a doppia alimentazione che combinano celle solari con batterie tradizionali per garantire un’alimentazione costante.
Il futuro dell’elettronica a energia solare
I più recenti progressi nell’elettronica a energia solare, come i veicoli a energia solare, i tessuti solari flessibili e le celle solari di perovskite, stanno rivoluzionando il mercato, migliorando le prestazioni e riducendo l’impatto ambientale. Nonostante gli ostacoli, come gli alti costi iniziali e i problemi di efficienza, il sostegno dei legislatori, dell’industria e i continui progressi stanno favorendo l’adozione della tecnologia solare. Nonostante queste sfide, i dispositivi a energia solare hanno un futuro promettente. L’energia solare diventerà sempre più accessibile finché i finanziamenti e l’innovazione saranno sostenuti, rafforzando l’industria elettronica ecologica.
