Sony Semiconductor Solutions ha sviluppato un modulo di energy harvesting, che ricava efficientemente elettricità dai disturbi elettromagnetici
Un contributo alla risoluzione dei problemi di consumi elettrici legati alla maggiore diffusione e complessità dei dispositivi IoT
Atsugi, Giappone - Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) ha annunciato oggi di aver sviluppato un modulo di energy harvesting*1 che sfrutta l’energia del rumore elettromagnetico.
Il nuovo modulo impiega una tecnologia che SSS aveva messo a punto nella progettazione dei sintonizzatori, per generare elettricità dal rumore elettromagnetico con un elevato livello di efficienza. Questa tecnologia sfrutta, ad esempio, il rumore elettromagnetico costante prodotto dai robot all’interno degli stabilimenti, dai monitor e dall’illuminazione degli uffici, dai monitor e dagli apparecchi televisivi in ambito commerciale e residenziale, fornendo alimentazione elettrica stabile a dispositivi a basso consumo, quali i sensori dell’Internet of Things e gli apparecchi di comunicazione.
Nell’affrontare il problema di alimentare un numero sempre crescente di dispositivi IoT man mano che questi diventano più diffusi e più sofisticati, questa tecnologia altamente efficiente di energy harvesting promette un’ampia gamma di applicazioni pratiche. SSS intende applicare la nuova tecnologia nella realizzazione di un più ampio modello di circolazione dell’energia, così da contribuire allo sviluppo di una società basata sulla IoT sostenibile.
*1: Tecnologia che cattura le quantità minime di energia presenti nell’ambiente e negli esseri viventi, per convertirle in elettricità.
Si prevede che la tecnologia dell’energy harvesting contribuirà sia allo sviluppo della IoT sia alla sostenibilità ambientale a livello globale; le ricerche si concentrano principalmente su radiazione elettromagnetica, luce, calore e vibrazioni. L’innovativa tecnologia di SSS è una soluzione di energy harvesting che produce elettricità utilizzando i disturbi elettromagnetici normalmente generati da tutte le apparecchiature elettriche.
Scenari di utilizzo stabilimento (sinistra), uffici (centro), negozi (destra)
Basato sulla tecnologia per antenne messa a punto da SSS per lo sviluppo dei sintonizzatori, questo modulo sfrutta come antenna le parti metalliche dei dispositivi elettronici, che sono sorgenti di disturbi elettromagnetici, e utilizza un circuito raddrizzatore*2 di conversione dell’elettricità ad alta efficienza con una struttura assolutamente particolare. Ciò consente di convertire il rumore elettromagnetico, in una gamma compresa tra qualche Hz e 100 MHz, in energia elettrica con cui, nonostante le dimensioni compatte del modulo, si possono alimentare sensori IoT a basso consumo e apparecchi di comunicazione oppure ricaricare batterie. Questo è il primo sistema di energy harvesting del settore*3 basato su un metodo che riesce a garantire una generazione di energia altamente efficiente. Sfruttando in modo efficiente i disturbi elettromagnetici che rappresentano una fonte di energia finora ignorata, il sistema permette un’alimentazione stabile degli apparecchi.
Grazie al ridottissimo numero di componenti che lo costituiscono, il modulo risulta molto compatto e offre grande versatilità di installazione. Inoltre, l’energia può essere recuperata sempre quando i dispositivi elettronici sono alimentati, anche se non sono utilizzati attivamente: ciò rende questa tecnologia molto promettente per svariate applicazioni in stabilimenti, uffici, esercizi commerciali e case, sia in interni che in esterni.
*2: Circuito elettrico che converte la corrente alternata in corrente continua. In generale, la corrente alternata è usata per trasportare l’elettricità, e il circuito raddrizzatore serve per alimentare le apparecchiature che richiedono corrente continua.
*3: In quanto tecnologia di energy harvesting. Secondo ricerche condotte da SSS. Alla data dell’annuncio, 7 settembre 2023.
Caratteristiche principali
- Elevato livello di generazione di energia
Attraverso lo sfruttamento delle significative quantità di rumore elettromagnetico prodotto da apparecchiature elettroniche quali elettrodomestici, computer, lampade, distributori automatici, ascensori, automobili e macchinari industriali, questo modulo recupera da qualche decina di μW a decine di mW di potenza elettrica. Diventa così possibile alimentare i sensori IoT a basso consumo e gli apparecchi di comunicazione.
- Utilizzabile in un’ampia gamma di applicazioni pratiche
L’energia può essere recuperata quando i dispositivi elettronici sono alimentati, anche se questi non sono attivamente in funzione. Ciò distingue questo metodo da altri sistemi di energy harvesting che utilizzano la luce solare, le onde elettromagnetiche e le differenze di temperatura e che, quindi, dipendono sempre da fattori ambientali, quali l’intensità della luce e i parametri negli ambienti interni. Il nuovo modulo invece rende possibile un harvesting continuo. Grazie al ridottissimo numero di componenti che lo costituiscono, il modulo risulta molto compatto e offre grande versatilità di installazione.
- Possibilità di riconoscere lo stato dei dispositivi
Poiché questa tecnologia preleva continuamente l’energia dal rumore elettromagnetico dei dispositivi elettronici, è anche in grado di identificare lo stato interno dei dispositivi elettronici attraverso le variazioni della tensione elettrica raccolta. Può quindi servire, ad esempio, per rilevare se le lampade funzionano normalmente o per elaborare previsioni di guasto nei robot dotati di motori integrati.
SSS sarà lieta di collaborare con partner di vari settori per sviluppare prodotti basati su questa tecnologia, che si è rilevata promettente per una grande varietà di applicazioni.
Relazioni con i media: PR Sony Semiconductor Solutions Corporation