Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Soluzione integrata di sensori autonomi eco-sostenibii per il monitoraggio ambientale negli edifici
La tecnologia sviluppata consente il recupero e l'accumulo di energia termica e luminosa normalmente dispersa, alimentando sensori autonomi per il monitoraggio di parametri ambientali. Componenti come supercapacitori e sensori, realizzati con materiali eco-friendly provenienti da risorse naturali o da scarti, riducono l'impatto ambientale. L'integrazione di fotovoltaico emergente per indoor (ad es. DSSC/PSC) e generatori termoelettrici a basso consumo e ad alta efficienza migliora l'efficienza energetica, il comfort e la resilienza dei sistemi in molteplici settori strategici
Schema dei principali componenti della soluzione integrata per il recupero energetico e il monitoraggio ambientale con componenti eco-friendly
Settori applicativi
Problema da risolvere
Molti settori strategici affrontano la sfida di gestire energia e risorse in modo sostenibile, garantendo monitoraggio e controllo efficienti dei sistemi. Nei contesti energetici e degli edifici, flussi di energia termica e luminosa vengono spesso dissipati senza opportunità di recupero, mentre sensori e dispositivi elettronici richiedono un'alimentazione continua e affidabile. L'uso prevalente di materiali convenzionali limita la sostenibilità dei sistemi elettronici e contribuisce all'aumento dei rifiuti elettronici, con impatti ambientali negativi. È quindi necessario sviluppare soluzioni innovative e integrate, basate su materiali eco-friendly e tecnologie emergenti, capaci di recuperare e accumulare energia per dispositivi autonomi, supportare reti di monitoraggio ambientale, migliorare l'efficienza energetica, il comfort abitativo e la resilienza dei sistemi, promuovendo al contempo l'economia circolare e la transizione verso tecnologie sostenibili
Descrizione
La tecnologia proposta integra sistemi di recupero e accumulo di energia con dispositivi di monitoraggio ambientale autonomi, basandosi su materiali eco-friendly e tecnologie emergenti. Il sistema utilizza flussi di energia termica e luminosa presenti negli edifici, normalmente dissipati, convertendoli in energia elettrica tramite celle fotovoltaiche emergenti e generatori termoelettrici. I supercapacitori e alcuni sensori sono realizzati con materiali provenienti da risorse naturali o da scarti, riducendo significativamente l'impatto ambientale dei dispositivi elettronici e promuovendo un approccio di economia circolare. Questi elementi consentono l'accumulo stabile dell'energia recuperata e il funzionamento continuo dei sensori anche in condizioni di luminosità o gradienti termici variabili. La piattaforma energetica integra celle fotovoltaiche indoor basate su tecnologie dye-sensitized solar cell (DSSC) e perovskite solar cell (PSC), generatori termoelettrici a basso gradiente, circuiti elettronici a bassissimo consumo e sistemi avanzati di energy management. L'insieme consente di catturare energia da fonti intermittenti e di distribuirla in modo ottimizzato al comparto sensoristico. L'innovazione permette inoltre di progettare reti di sensori distribuiti in edifici migliorando l'efficienza energetica complessiva, il comfort abitativo e la resilienza dei sistemi. L'impiego di materiali sostenibili e processi di fabbricazione a ridotto impatto ambientale contribuisce alla diminuzione dei rifiuti elettronici e abilita la realizzazione di dispositivi autonomi compatibili con gli obiettivi della transizione ecologica
Aspetti innovativi e vantaggi
- Combina fotovoltaico DSSC/PSC e generatori termoelettrici, garantendo prestazioni superiori anche in condizioni di scarsa illuminazione rispetto alle tecnologie convenzionali
- Fornisce alimentazione autonoma a sensori indoor recuperando energia termica e luminosa normalmente persa, riducendo costi e dipendenza da alimentazione esterna
- Impiega materiali eco-friendly derivati da risorse naturali o di scarto, minimizzando l'impatto ambientale rispetto ai componenti tradizionali
- Riduce l'uso di batterie tradizionali, promuovendo un approccio sostenibile e circolare, con vantaggi economici e ambientali rispetto alle soluzioni correnti
- Supporta la creazione di reti di sensori distribuiti negli edifici migliorando il monitoraggio e l'efficienza dei sistemi
Maturità tecnologica 5-6
Punti di forza
- Costo
- Rilevanza sociale/economica
- Contenuto normativo/regolatore
- Efficienza/rendimento/prestazioni
Possibili applicazioni
- Alimentazione di reti di sensori per la gestione energetica degli edifici senza necessità di cablaggio o sostituzione frequente delle batterie
- Integrazione in piattaforme per smart building per ottimizzare il controllo di climatizzazione, ventilazione e qualità dell'ambiente interno
- Monitoraggio indoor di temperatura, umidità e qualità dell'aria tramite dispositivi autonomi e a basso consumo
- Recupero e utilizzo dell'energia termica e luminosa negli edifici per alimentare sensori e sistemi di monitoraggio
- Supporto a soluzioni per l'efficientamento energetico e il comfort abitativo attraverso sistemi autoalimentati di raccolta dati
Gruppo di ricerca coinvolto
Brevetto disponibile per il licensing
Non disponibile per una licenza
Data di aggiornamento
20-11-2025
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