L'Internet delle cose (IoT) si riferisce a una rete di dispositivi fisici connessi a Internet e in grado di raccogliere e scambiare dati. Questi dispositivi possono variare da piccoli sensori e attuatori a dispositivi più grandi come elettrodomestici intelligenti e apparecchiature industriali.
La combinazione di energia ambientale e IoT ha il potenziale per alimentare dispositivi e reti IoT senza fare affidamento su fonti di energia tradizionali come batterie o prese elettriche. Ciò può essere particolarmente utile per i dispositivi IoT distribuiti in aree remote o difficili da raggiungere e può prolungare la durata della batteria dei dispositivi.
Ecco alcuni modi in cui l’energia ambientale può alimentare i dispositivi IoT:
1. Energia solare:
- I pannelli solari possono essere utilizzati per convertire la luce solare in energia elettrica. Ciò può essere fatto installando piccoli pannelli solari sui dispositivi IoT stessi o utilizzando stazioni base o stazioni di ricarica alimentate a energia solare.
2. Energia eolica:
- Le turbine eoliche possono essere utilizzate per convertire l'energia cinetica del vento in energia elettrica. È possibile utilizzare piccole turbine eoliche per alimentare singoli dispositivi oppure turbine eoliche più grandi per generare energia per più dispositivi o una rete di dispositivi.
3. Energia cinetica:
- L'energia cinetica può essere generata dal movimento o dalle vibrazioni. Ad esempio, i materiali piezoelettrici possono essere utilizzati per convertire l’energia meccanica in energia elettrica. Ciò può essere utile per alimentare dispositivi soggetti a vibrazioni o movimento, come dispositivi indossabili o sensori collegati a oggetti in movimento.
4. Energia termica:
- L'energia termica può essere generata da fonti di calore, come il corpo umano o il calore generato da componenti elettronici. I generatori termoelettrici possono essere utilizzati per convertire l'energia termica in energia elettrica, rendendoli adatti ad alimentare dispositivi in ambienti con differenze di temperatura.
5. Raccolta di energia in radiofrequenza (RF):
- Le onde radio sono una fonte di energia ambientale che può essere raccolta utilizzando antenne RF. Questa energia può essere utilizzata per alimentare dispositivi IoT a basso consumo, come sensori o beacon, che richiedono solo piccole quantità di energia per funzionare.
Sfide e limitazioni:
Sebbene l’energia ambientale abbia il potenziale per alimentare i dispositivi IoT, ci sono alcune sfide e limitazioni da considerare:
1. Intermittenza: Le fonti di energia ambientale possono essere intermittenti, il che significa che potrebbero non essere sempre disponibili o affidabili. Ad esempio, l’energia solare è disponibile solo durante il giorno, mentre l’energia eolica dipende dalla presenza del vento.
2. Variabilità: Le fonti di energia ambientale possono anche essere variabili in termini di quantità di energia che forniscono. Ad esempio, la quantità di energia solare disponibile dipende da fattori quali le condizioni meteorologiche e la posizione, mentre la quantità di energia eolica disponibile dipende dalla velocità del vento.
3. Requisiti del dispositivo: I dispositivi IoT progettati per essere alimentati dall’energia ambientale devono essere efficienti dal punto di vista energetico e avere requisiti di basso consumo per massimizzare l’efficacia del sistema di raccolta dell’energia.
4. Costo e complessità: L’implementazione di sistemi di raccolta dell’energia ambientale può essere più complessa e costosa rispetto alle fonti di energia tradizionali, soprattutto per le implementazioni IoT su piccola scala.
Ricerca e progressi:
Sono in corso sforzi di ricerca e sviluppo per affrontare queste sfide e limitazioni. I progressi nelle tecnologie di raccolta dell’energia, nella progettazione di dispositivi IoT ad alta efficienza energetica e negli algoritmi di ottimizzazione possono migliorare l’affidabilità e l’efficienza delle reti IoT alimentate dall’energia ambientale.
Nel complesso, la raccolta di energia ambientale offre un approccio sostenibile ed economicamente vantaggioso per alimentare i dispositivi IoT e ampliare la portata delle reti IoT in varie applicazioni.
