Due delle tecnologie emergenti più promettenti al mondo - pannelli solari e droni - potrebbero essere ancora più preziose se utilizzate insieme. Ricercatori e aziende stanno già iniziando a esplorare i molti potenziali usi dei droni a energia solare.
Da sole, queste due tecnologie hanno un potenziale enorme. Il mercato dei droni commerciali dovrebbe crescere fino a 17 miliardi di dollari entro il 2024, secondo un rapporto di Global Market Insights, Inc. Le ultime previsioni di Wood Mackenzie Power and Renewables mostrano che la capacità solare installata globale sale a un terawatt, o un trilione di watt, di 2023.
Entrambe le tecnologie stanno migliorando e i loro costi stanno scendendo. Sfruttare l'energia del sole per una potenza quasi continua risolverebbe uno dei limiti più significativi dei droni:la resistenza. La maggior parte dei droni sono alimentati da batterie e devono tornare a terra per ricaricarsi dopo alcune ore. Sembra del tutto naturale iniziare a utilizzare i pannelli solari per alimentare i droni.
Come funziona?
Per qualche tempo, i pannelli solari erano troppo ingombranti per alimentare i droni in modo fattibile. L'avvento dei pannelli solari sottili, flessibili e leggeri ha cambiato questa situazione. La maggior parte dei pannelli solari ha uno spessore fino a 200 micrometri, ma tagliare i wafer di silicio fino a pochi micrometri rende i pannelli flessibili.
I ricercatori del MIT hanno anche compiuto progressi nell'utilizzo di materiali organici per creare pannelli solari sottili, leggeri e trasparenti. Hanno sviluppato un metodo in cui depositano uno strato di grafene spesso un atomo su una cella solare. Un'azienda solare chiamata Alta Devices coltiva uno strato di arseniuro di gallio (GaAs) spesso pochi micron e lo utilizza come un pannello leggero. Questi tipi di pannelli solari possono essere fissati alle ali dei droni senza appesantirli.
Con il miglioramento della tecnologia solare, sta diventando sempre più efficiente, il che significa che può convertire una parte maggiore della luce solare che colpisce un pannello in elettricità. Pannelli solari più efficienti collegati ai droni significano che potrebbero rimanere nell'aria più a lungo. Oggi, la maggior parte dei pannelli solari standard ha un'efficienza compresa tra l'11 e il 15 percento. Alta Devices ha raggiunto un'efficienza del 31,6%.
I droni a energia solare possono anche trasportare batterie agli ioni di litio che i pannelli solari caricano, consentendo al veicolo aereo senza pilota di continuare a volare di notte. Più leggero è il peso dei pannelli, più batterie possono essere incluse. Più efficienti sono le batterie, maggiore è la carica che possono inviare alle batterie per la conservazione.
Secondo quanto riferito, una società chiamata Titan Aerospace sta sviluppando un drone in grado di volare fino a cinque anni senza interruzioni. Ha ali lunghe 50 metri che sono ricoperte da 3.000 celle solari e batterie agli ioni di litio all'interno dell'ala. Volerebbe a un'altitudine di circa 65.000 piedi, dandogli libero accesso alla luce solare.
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Applicazioni
I droni solari potrebbero svolgere molte delle stesse attività svolte da altri tipi di droni, tra cui l'ispezione di infrastrutture ed edifici, il rilevamento dei danni causati dalle tempeste e il monitoraggio della fauna selvatica. L'uso dell'energia solare per alimentare questi UAV, tuttavia, potrebbe rendere queste operazioni più efficienti ed economiche. Eliminerebbe la necessità di far rientrare i droni dopo poche ore per una carica.
Per questo motivo, gli UAV a energia solare potrebbero essere particolarmente utili per applicazioni che richiederebbero ai droni di rimanere svegli per lunghi periodi, o anche indefinitamente. Questi droni potrebbero essenzialmente fungere da satelliti e raccogliere dati meteorologici, tracciare la fauna selvatica, eseguire mappature e raccogliere informazioni per altre ricerche scientifiche.
Due aziende leader, Google e Facebook, hanno anche sperimentato l'utilizzo di droni a energia solare per fornire accesso a Internet a banda larga a popolazioni non servite, principalmente paesi in via di sviluppo e aree remote. Le società immaginavano UAV che potessero rimanere in aria per lunghi periodi e trasmettere l'accesso a Internet al suolo sottostante. Google ha abbandonato il suo progetto di droni alcuni anni fa, in parte per perseguire il Progetto Loon, che utilizza palloncini stratosferici ed elettronica alimentata da celle solari per fornire l'accesso a Internet.
Facebook ha interrotto la sua iniziativa di droni Internet, Aquila, a giugno. La società ha affermato di voler ancora espandere l'accesso a Internet, ma farà affidamento su altre società per costruire droni. Google e Facebook potrebbero non costruire più droni a energia solare, ma ciò non significa che altre società non lo faranno. L'idea ha ancora molto potenziale per fornire l'accesso a Internet, soprattutto con il miglioramento delle tecnologie associate.
Inoltre, i droni a energia solare sono una tecnologia promettente anche in molte altre aree. Potremmo iniziare a vederli impiegati in molti settori diversi nei prossimi anni.
Biografia dell'autore:
Emily è una scrittrice di tecnologia verde che tratta argomenti di energia rinnovabile e design sostenibile. Puoi leggere altri suoi lavori sul suo blog, Conservation Folks.