L’Università di Newcastle ha sviluppato delle nuove celle solari intelligenti, altamente performanti ed ecosostenibili, capaci di convertire ben il 38% della radiazione solare in energia elettrica, sfruttando la luce ambientale.
La scoperta apre la porta a scenari in cui tutti gli apparecchi elettronici e gli elettrodomestici potranno funzionare autonomamente senza essere connessi alla rete.
Celle solari intelligenti, come sono fatte
Le innovative celle solari intelligenti, sensibilizzate da un colorante e basate sulle capacità conferite da un elettrolita di rame, sono del tutto sostenibili e atossiche.
La prospettiva è quella di poterle applicare ai dispositivi dell’Internet of Things per trasformare radicalmente il modo in cui sono alimentati, promuovendo lo sviluppo sostenibile di settori quali l’industria sanitaria e manifatturiera.
Grazie alla capacità di autogestirsi, le celle solare intelligenti possono produrre elettricità anche dalle emissioni più basse ricavate dalla luce ambientale, adattandosi al variare delle condizioni di irradiazione esterne.
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La gestione dinamica dell’energia
I ricercatori dell’Università di Newcastle hanno anche introdotto una nuova tecnica di gestione dell’energia basata su reti neurali LSTM, acronimo per long short-term memory, in grado di prevedere gli sviluppi delle condizioni ambientali e di adattare i carichi dei sensori connessi all’IoT.
In questo modo si potrà ottimizzare la distribuzione e il consumo di energia elettrica, riducendo ai minimi termini gli sprechi e le perdite di potenza.
Si apre così la strada all’implementazione di dispositivi innovativi, più efficienti e sostenibili che, secondo la coordinatrice del gruppo di ricercatori Marina Freitag, potranno dare una svolta a diversi settori tipicamente energivori.
L’IoT e le celle solari intelligenti
Il numero di dispositivi appartenenti all’IoT continua a crescere di giorno in giorno all’aumento della domanda da parte di una società iperconnessa e digitalizzata.
Il bisogno impellente di ricorrere a fonti energetiche sostenibili ed efficienti si sposa con quello delle sfruttamento degli ambienti e delle risorse che essi possono fornire.
Le celle solari intelligenti sono alla base di un nuovo tipo di “fotovoltaico ambientale”, basato su sensori in grado di analizzare e adattare le risposte dei sistemi energetici ai microcambiamenti delle condizioni esterne.
L’intelligenza artificiale offre quindi la possibilità di sviluppare dispositivi autonomi, autoalimentati e autosufficienti, da utilizzare in tutti i campi della quotidianità, dall’assistenza sanitaria alla vita domestica, fino ad arrivare alle smart city.
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L’aumento dei consumi elettrici
Secondo i dati raccolti per la ricerca sulla crescita del numero di dispositivi elettronici connessi a internet, l’IoT farà risparmiare ogni anno circa 1,6 petawattora (PWh= dieci alla quindicesima watt), una quantità di energia enorme, pari al fabbisogno di 136,5 milioni di abitazioni.
Ma dall’altra parte gli apparecchi elettronici sono destinati ad aumentare a dismisura, e con essi anche la domanda mondiale di energia, che si stima raggiunga nel 2030 i 34 TWh.
Ecco perché allora è necessario ridurre gli sprechi, incentivare il riutilizzo, usare materiali sostenibili e impiegare sistemi di accumulo locali.
L’introduzione delle celle solari intelligenti, dunque, sosterrà la crescita della produzione elettrica sfruttando la luce ambientale circostante per l’alimentazione dei sensori responsabili della gestione dei carichi.
L’obiettivo finale è rendere autonomo l’intero sistema di IoT, eliminando i problemi della manutenzione delle batterie che oggi sono la maggior voce di spesa dell’internet delle cose.
Uno scenario futuristico di edifici intelligenti
Case, uffici, industrie saranno dotati di sensori con apprendimento automatico per poter prevedere la disponibilità di energia nei rispettivi ambienti trasformativi.
Le informazioni inerenti a temperatura, luce, qualità dell’aria, consumi dei processi saranno costantemente elaborate dai dispositivi autosufficienti di IoT, per risposte immediate, adattative e sostenibili.
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