Elettronica ed efficienza energetica, un gioco di squadra

Efficienza energetica: probabilmente il concetto più importante dell’elettronica di oggi. Una grande priorità che aziende e progettisti devono tenere in mente per la produzione di dispositivi di potenza e non.

Efficienza energetica vuol dire utilizzare meno energia per svolgere gli stessi compiti. O, in altre parole, con la stessa quantità di energia si possono eseguire più funzioni.

Si tratta di una priorità, oggi, di primaria importanza che contribuisce a eliminare, ovvero, a ridurre al minimo, gli sprechi di energia.

L’ambiente e le sue condizioni di salute diventano sempre più critiche e l’uomo, quale principale causa del problema, ha il dovere di costruire sistemi elettronici sempre più efficienti.

La diminuzione delle emissioni di gas serra si può unire, così, ad altri fattori che prevedono la riduzione dei costi a livello globale, nonché alla diminuzione dell’utilizzo dei combustibili fossili.

Efficienza, una priorità che riguarda tutti i settori

L’efficienza energetica, dunque, è una priorità che non riguarda un singolo settore ma vengono coinvolti ambiti come i trasporti, la trasformazione dell’energia, il settore militare, la viabilità elettrica, l’illuminazione globale e molti altri.

Alla base dell’efficienza energetica c’è l’utilizzo di componenti elettronici sempre più all’avanguardia. I nuovi semiconduttori permettono, oggi, prestazioni prima impensabili, che uniscono alti risparmi energetici, riduzione dei pesi e degli ingombri e velocità operative molto elevate.

Le regolamentazioni sugli edifici, specialmente di nuova costruzioni, prevedono sistemi di illuminazione efficienti e intelligenti, con miglioramenti dell’isolamento termico e acustico delle strutture. Il settore dei trasporti è, probabilmente, quello che risente maggiormente dell’efficienza energetica.

La possibilità di coprire maggiori distanze con meno carburante (possibilmente elettrico) è una possibilità che migliora non solo la singola applicazione ma tutto l’intero sistema.

Anche i sistemi di ricarica devono essere adeguati, in modo che il risparmio di energia non riguardi solo la parte finale della sua erogazione ma, soprattutto, l’intero iter della produzione e della distribuzione. Per raggiungere la più alta efficienza energetica sono coinvolti tutti i settori esistenti in una economia: scuole, fabbriche, ristoranti, cucine, hotel, abitazioni, ospedali, strade, ferrovie, navigazione e aviazione.

L’efficienza energetica consente di combattere il cambiamento climatico e ridurre i costi energetici per i consumatori, ottenendo bassissime emissioni di anidride carbonica attraverso la decarbonizzazione. Si tratta, dunque, di una concezione molto larga che rappresenta la quantità di energia prodotta e utilizzata per un determinato processo, espressa in una percentuale compresa tra 0% e 100%.

Con un linguaggio più tecnico si può esprimere l’efficienza come il rapporto percentuale tra la potenza usata da un determinato carico e la potenza prodotta dal generatore.

Le nuove tecnologie in aiuto all’energy efficiency

Purtroppo ci sarà sempre una perdita di potenza dovuta alle caratteristiche fisiche dei conduttori e dei dispositivi. A ogni modo la tecnologia sta conseguendo risultati sempre più importanti di giorno in giorno, e con l’utilizzo dei nuovi materiali con il SiC e il GaN vengono prodotti componenti elettronici di potenza per la commutazione sempre più performanti.

Probabilmente a breve saranno scoperti nuovi materiali semiconduttori che miglioreranno drasticamente le prestazioni dei sistemi di potenza. La maggior parte dei governi sta adottando diversi provvedimenti a riguardo, predisponendo dei piani globali di priorità strategiche.

La parola d’ordine di tutti è, pertanto, l’efficienza energetica prima di tutto.

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Redazione Fare Elettronica