Energia dall’aria: è già possibile inviare l’elettricità senza fili

Tecnologia wireless:  è già possibile inviare l’elettricità senza fili.
I dispositivi elettronici possono essere alimentati dalle radiazioni dell’ambiente di trasmissioni esistenti?

Jun 10th 2010

A quelli a cui è capitato di trovarsi con il proprio cellulare scarico -praticamente più della metà della popolazione mondiale- piace l’idea di ottenere energia elettrica dall’aria. L’idea è tutt’altro che nuova. Poco più di un secolo fa, l’inventore Nikola Tesla ha elaborato piani ambiziosi per trasmettere energia elettrica senza fili. Ha svolto una serie di esperimenti in cui sono stati illuminate lampade ad incandescenza tramite induzione elettrostatica, attraverso il collegamento a fogli di metallo sospesi in un forte campo elettrico prodotto da un trasmettitore a distanza. Nel 1898 ha proposto un “sistema mondiale” di torri giganti che avrebbero dovuto formare una rete globale di comunicazioni senza fili e un mezzo per trasmettere energia elettrica in vaste zone senza fili.

La costruzione della prima torre, la Torre Wardenclyffe a Long Island, ha avuto inizio nel 1901. Tra i sostenitori di Tesla vi era il finanziere JP Morgan, che all’epoca investì 150.000 dollari. Ma prima che la torre fosse completata, Morgan e gli altri finanziatori si tirato fuori. Erano preoccupati dal fatto che la distribuzione dell’energia elettrica attraverso l’aria non potesse essere misurata.

Ma Tesla, dopo tutto, è stato l’ultimo a ridere? Oggi diverse aziende, tra cui Fulton Innovation, eCoupled, WiTricity (guarda il video in inglese) e Powercast, perseguono diverse tecnologie in grado di fornire energia elettrica senza fili (anche se su distanze più brevi rispetto a quelle che Tesla aveva in mente). WiTricity ha dimostrato la capacità di trasmettere energia a sufficienza in una stanza per far funzionare un televisore a schermo usando il suo metodo chiamato “accoppiamento di risonanza magnetica”. Questo approccio è diverso da quello di Tesla, ma i fondatori dell’azienda hanno riconosciuto il lavoro pionieristico di Tesla.

Nel lungo periodo, tuttavia, può essere che Morgan sarà vendicato, in quanto i ricercatori potrebbero trovare il modo di ottenere energia dall’aria senza pagare, una tecnica nota come “energy scavenging” o “energy harvesting”. E’ già possibile per alimentare piccoli dispositivi elettronici, quali i sensori senza fili installati in edifici e in macchinari industriali, utilizzando un trasmettitore dedicato a microonde. I sensori raccolgono le microonde con un antenna e convertono il segnale in energia elettrica. Ma così come i requisiti dell’energia cadono e le tecnologie “energy-scavenging” migliorano, sarà sempre più concreto dare potere a questi e ad altri dispositivi che utilizzano solo “l’energia dell’ambiente” – il mare di onde radio esistenti prodotte dalla televisione, radio e dai trasmettitori di telefonia mobile.

Sembra troppo bello per essere vero. “C’è qualcosa di magico”, dice Joshua Smith, un ingegnere capo del centro di ricerca Intel a Seattle. Ma la scienza è suono, dice. Lo scorso anno il dottor Smith e Alanson Sample, un ricercatore presso l’Università di Washington a Seattle, hanno alimentato una piccolo sensore di umidità e temperatura utilizzando nient’altro che l’energia raccolta da una stazione TV a 4,1 km di distanza (2,5 miglia). Con il loro ricevitore sintonizzato appositamente per raccogliere i segnali di quel trasmettitore da un megawatt sono stati in grado di generare 60 microwatt di potenza. Non sembra molto, ma è stato sufficiente per alimentare il dispositivo e dimostrare il principio. Nelle ultime settimane il dottor Smith e il dottor Sample, in collaborazione con Scott Southwood, un altro ricercatore presso l’Università di Washington, hanno costruito un sensore meteorologico che misura i livelli di temperatura e di luce e invia via radio un pacchetto di dati ogni cinque secondi. E’ interamente alimentato dall’energia dell’ambiente.

Le onde radio ambientali sono state largamente ignorate come fonte di energia potenziale fino a poco tempo fa, perché la potenza di un segnale radio di trasmissione decresce rapidamente con la distanza. Ciò non vuol dire che le onde radio non possono essere raccolte. I sostenitori del “Satellite Solar Power”, per esempio, sognano di raccogfliere gigawatt di energia solare sulla Terra dai satelliti geostazionari che si trovano in orbite fino a 35.000 km. Lo stesso approccio è stato utilizzato in esperimenti a terra per irradiare un chilowatt di potenza su una distanza di diversi chilometri, osserva Peter Fisher, un fisico del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ma la radiazione nell’ambiente è molto più debole.

Un modo per risolvere questo problema è quello di raccogliere le radiazioni provenienti da fonti multiple. Lo scorso anno Nokia, il più grande costruttore di cellulari al mondo, è rimasto scosso dalla ricerca che dimostra che questo approccio potrebbe aumentare l’energia di quasi 100 volte rispetto al metodo del dottor Smith. Markku Rouvala, ingegnere presso Nokia Research Centre di Cambridge, in Inghilterra, ha raccolto fino al 5 milliwatt di potenza usando un ricevitore di “banda larga” in grado di recuperare i segnali radio tra 500MHz e 10GHz, tra cui radio, TV, Wi-Fi e segnali di telefonia mobile da trasmettitori vicini. Ci vogliono almeno 20 milliwatt per mantenere un sistema operativo di un cellulare in modalità standby, ma Nokia spera che la “energy scavenging” possa in futuro offrire 50 milliwatt sufficienti per ricaricare un telefono.

Al Consumer Electronics Show di gennaio (2010), la RCA ha mostrato un gadget progettato per raccogliere energia dai vicini trasmettitori Wi-Fi, che potrà quindi essere utilizzato per ricaricare un telefono cellulare. RCA ha detto che prevede di lanciare il dispositivo, chiamato Airnergy, entro la fine dell’anno.

I primi dispositivi ad essere alimentati interamente da energia ambientale probabilmente saranno sensori, calcolatrici ed orologi. Ma la speranza è che seguano i music-player, gli e-reader e i telefoni cellulari, afferma il dottor Smith. Ci sono altri mezzi per la raccolta di energia dall’ambiente, dalle vibrazioni, dal movimento o dal calore. Ma l’attrazione verso le onde radio è dovuta al fatto che sono praticamente ovunque. E’ come una sorta di riciclaggio dell’energia, afferma il dottor Fisher. “L’energia è intorno a noi e non sta facendo altro”.

FONTE

VIDEO CORRELATO

Traduzione: CNJ

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