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I problemi dell’energia solare per dispositivi portatili

L'energia solare per dispositivi portatili potrebbe aiutare nella ricarica, se verranno risolti alcuni problemi tecnici

L’energia solare per i dispositivi portatili potrebbe essere una valida risposta per utilizzare energia pulita per la ricarica. Purtroppo però esistono numerosi problemi di natura tecnica che stanno ostacolando la diffusione dell’energia solare. Tra le difficoltà principali ci sono la raccolta dell’energia, il mantenimento di una tensione adeguata e i costi.

Caricare cellulari e pc con l’energia solare

L’energia solare per dispositivi portatili può essere una grande risorsa, ma porta anche una serie di problemi. Vi ricordate per esempio le piccole calcolatrici alimentate a luce solare, con quattro piccole celle? Beh, molti prodotti sono molto più complicati di una piccola calcolatrice e richiedono quantità di energia decisamente maggiori…

Così come oggi serve una maggiore funzionalità in prodotti, così sono aumentati i requisiti nella gestione dell'alimentazione. I prodotti richiedono rail di alimentazione multipla, di carica della batteria e una vasta gamma di funzionalità di gestione dell'alimentazione per massimizzare la durata della batteria. La frustrazione di un telefono cellulare che si scarica, o un computer portatile che si spegne, non sono rare nel nostro mondo guidato dalla tecnologia. Queste situazioni giustificano l'impulso per lo sviluppo di nuove batterie, circuiti integrati di gestione dell'alimentazione e tecniche nuove di raccolta di energia. Oggi, la conversione della luce in energia elettrica rimane il più modo efficace di raccolta di energia ambientale.

I telefoni cellulari, i lettori MP3, le batterie e i caricabatterie, che in genere utilizzano batterie ricaricabili agli ioni di litio potrebbero avere una cella solare aggiunta alle loro schede ed essere in carica quando la luce è disponibile. In ogni carica, le celle solari forniranno sufficiente corrente per raggiungere la tensione, per ampliare la durata della batteria, superare i problemi di autoscarica e fornire una soluzione ecologicamente responsabile.
Molte applicazioni a bassa potenza e dispositivi trascorrono la maggior parte del loro tempo in modalità sleep, solo vengono accesi ogni tanto per eseguire una funzione richiesta. Il display e i sensori intermittenti che utilizzano una piccola manutenzione ordinaria sono adatti per l'utilizzo di celle solari a completare la batteria.
Anche il più piccolo rilevamento e la raccolta dei dati dei dispositivi richiedono una certa quantità di corrente per funzionare, anche in modalità standby. La necessità di fornire piccole quantità di corrente per un lungo periodo ha dato vita a progetti batteria nuova, e questo lavoro continua ancora oggi. L'altra parte è fornire una potenza aggiuntiva per mantenere tali batterie più a lungo possibile, una volta che il dispositivo o il sensore è acceso.
Per tutte le varie applicazioni che potrebbero beneficiare di tale energia raccolta, pochi costruttori e progettisti hanno predisposto ricariche solari portatili per le batterie. Perché?

I problemi principali con l’energia solare

Una volta che il prodotto di elettronica di consumo è in vendita, i produttori vogliono grandi ricavi da tutti gli elementi, non ultimo dei quali è la sostituzione delle batterie. Ok, si tratta di un problema che non è legato alla tecnologia, ma il suo peso è tutt’altro che irrilevante.
Il secondo punto è la bassa efficienza: l'efficienza di una cella fotovoltaica è definita dal rapporto tra l'energia elettrica generata dalla cella e l'energia della radiazione incidente sulla superficie del cellulare. Ma catturare la luce in prodotti di consumo alimentati può essere abbastanza difficile.
Ulteriori elementi ostacolano l’energy harvesting e l’elettronica di consumo ha poco spazio disponibile per l’impianto delle celle solari per catturare abbastanza luce.
Poi, l’incapacità di conformarsi: le celle fotovoltaiche devono essere leggere, flessibili e capaci di conformarsi al disegno del dispositivo elettronico. Le celle regolari, in genere progettate in un pacchetto, non possono conformarsi alle curve; delle celle amorfe sarebbero meglio conformi ai vincoli di progettazione. Tuttavia, l'efficienza di celle amorfe in silicio è piuttosto bassa.
La fonte di energia fotovoltaica deve pervenire alla batteria con una tensione di 4-12V per garantire un'adeguata ricarica delle batterie. Le singole celle solari producono tipicamente tra 0,3 V e 0,6 V, non abbastanza per soddisfare la ricarica richiesta. Le celle solari devono essere messe in serie per produrre quantità di energia utilizzabile. Anche quando sono messe in serie, ogni cella produce solo energia pari all'uscita della cella di potenza più bassa. Se una singola cella è all’ombra, questo interessa tutta la serie.

Energia solare e Farnell

 

 

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