{"id":1987,"date":"2018-10-14T03:00:33","date_gmt":"2018-10-14T01:00:33","guid":{"rendered":"https:\/\/cfdfeaservice.it\/index.php\/2018\/10\/14\/sei-tendenze-per-la-gestione-energetica\/"},"modified":"2018-10-14T03:00:33","modified_gmt":"2018-10-14T01:00:33","slug":"sei-tendenze-per-la-gestione-energetica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cfdfeaservice.it\/index.php\/2018\/10\/14\/sei-tendenze-per-la-gestione-energetica\/","title":{"rendered":"Sei tendenze per la gestione energetica"},"content":{"rendered":"
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Riceviamo e pubblichiamo con piacere questo contributo di Jeff Morroni, direttore della gestione dell\u2019alimentazione per Kilby Labs, il gruppo di ricerca e sviluppo di Texas Instruments<\/a>. Morroni ha conseguito un dottorato in gestione dell\u2019alimentazione presso l\u2019Universit\u00e0 del Colorado di Boulder.<\/em><\/p>\n

Il nostro mondo sta diventando sempre pi\u00f9 dipendente dalla tecnologia e il consumo energetico globale sta crescendo in modo drammatico. Sulla spinta di numerose applicazioni, tra cui data center, settore automobilistico e industriale, la spesa globale per consumi di energia elettrica si \u00e8 avvicinata alla spesa per i prodotti petroliferi. Per sostenere queste tendenze, i progettisti stanno utilizzando soluzioni a semiconduttori che hanno portato all\u2019acquisto in tutto il mondo di 824 miliardi di semiconduttori nel 2016 per gestire case, automobili e luoghi di lavoro. I progettisti di questi prodotti sono alla ricerca di tecnologie di gestione dell\u2019alimentazione che consentano loro di lavorare in modo pi\u00f9 competitivo rispettando le leggi sull\u2019uso dell\u2019energia nel rispetto dell\u2019ambiente. Due anni fa, abbiamo descritto tre tendenze chiave di gestione dell\u2019alimentazione e dell\u2019energia<\/a> che avrebbero dominato il nostro settore fino a tutto il 2020. Le tendenze che abbiamo identificato (efficienza energetica, densit\u00e0 di potenza, memorizzazione e fornitura di big data) sono in crescita e sono ancora tra le principali sfide chiave nel 2018. Data la velocit\u00e0 dell\u2019evoluzione tecnologica, oggi vi sono tre ulteriori tendenze che guidano il nostro lavoro: energia distribuita e rinnovabile, elettrificazione dei veicoli e automazione di fabbriche ed edifici industriali. Le nostre tecnologie di gestione dell\u2019alimentazione sono rivolte a tecnici progettisti in molte applicazioni, mentre le nostre innovazioni affrontano le sfide pi\u00f9 impegnative in termini di risparmio energetico in tutte e sei queste categorie. Ecco perch\u00e9 ci siamo concentrati su queste sei tendenze e sul modo in cui le stiamo affrontando:<\/p>\n

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  1. Efficienza energetica<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

    \"\"<\/a>Entro il 2020, i data center dovrebbero consumare oltre 73 miliardi di chilowattora di elettricit\u00e0 all\u2019anno, quanto basta per alimentare pi\u00f9 di 10 milioni di abitazioni medie.Maggiore \u00e8 il numero di dati che elaborano, maggiore \u00e8 l\u2019energia richiesta dai data center per il raffreddamento e maggiore \u00e8 il carico a cui sottopongono la rete. Secondo il Dipartimento dell\u2019Energia degli Stati Uniti, l\u2019adozione di ulteriori strategie di efficienza energetica potrebbe comportare una riduzione del 45%
    \nnella domanda di elettricit\u00e0. Siamo in grado di ridurre le richieste di energia dei data center con nuove strategie e tecnologie che riducono al minimo le perdite e migliorano l\u2019efficienza. Il miglioramento dell\u2019efficienza energetica permette di risparmi su due fronti: la riduzione dell\u2019energia necessaria nelle transazioni all\u2019interno del data center e la riduzione dei requisiti di raffreddamento complessivi per i server. Opportunit\u00e0 di innovazione sono presenti verso l\u2019alto fino a livello dell\u2019architettura di consegna dell\u2019energia per i server e verso il basso fino alle topologie point-of-load<\/em>. Le nuove topologie, come i convertitori CC\/CC risonanti e ibridi, offrono il vantaggio di dimensioni ridotte, maggiore efficienza e minori aumenti di temperatura. La combinazione di queste tecniche con algoritmi che consentono un basso consumo di energia in inattivit\u00e0 e un risveglio rapido permette di compiere un passo significativo verso la riduzione del 45 percento prevista dal Dipartimento dell\u2019Energia degli Stati Uniti. A livello macroscopico, i sistemi server sono limitati dal numero di passaggi di conversione dell\u2019alimentazione. Investendo in topologie che consentono la conversione diretta, i nuovi schemi di fornitura di energia precedentemente ritenuti poco pratici sono ora a portata di mano. Ad esempio, \u00e8 possibile immaginare di eliminare tre passaggi di conversione passando direttamente dalla distribuzione a 400 V in CC alle CPU. Questi tipi di approcci dirompenti sono resi possibili dalle innovazioni nella gestione dell\u2019alimentazione e nei semiconduttori.<\/p>\n

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    1. Memorizzazione e fornitura di big data<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

      \"\"<\/a>Poich\u00e9 la domanda globale di dati rapidamente accessibili \u00e8 in continua crescita, lo stesso vale per la domanda di energia necessaria per memorizzare e recuperare i dati. Controllare i costi e l\u2019impatto ambientale di tale domanda sar\u00e0 una sfida fondamentale. Il cloud storage ha vissuto una crescita esplosiva negli ultimi anni con i consumatori che caricano e memorizzano informazioni sul cloud come mai prima d\u2019ora. Ciascuna di queste transazioni utilizza energia. Ad esempio, il processo di registrazione di un video, il suo caricamento e la memorizzazione nel cloud e il successivo recupero richiedono energia. Rendendo possibile realizzare soluzioni di gestione dell\u2019alimentazione con la pi\u00f9 alta efficienza in modalit\u00e0 attiva, basso consumo energetico in stand-by e tempi di risveglio estremamente ridotti, i semiconduttori possono consentire tutte queste transazioni con un consumo energetico minimo.<\/p>\n

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      1. Densit\u00e0 di potenza<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

        Nonostante i miglioramenti, la densit\u00e0 di potenza degli alimentatori non ha seguito la legge di Moore. Poich\u00e9 i semiconduttori rendono possibili sempre pi\u00f9 funzioni, aumentano anche le richieste di energia. Ad esempio, la rapida adozione dei telefoni cellulari in tutto il pianeta \u00e8 stata, per molti versi, resa possibile dalle tecnologie delle batterie agli ioni di litio che consentono di aumentare le funzionalit\u00e0 del telefono mantenendo una durata della batteria sufficiente ad utilizzare il telefono per una giornata. Il risvolto negativo in questa tendenza \u00e8 il fatto che, a mano a mano che le batterie diventano pi\u00f9 grandi e migliori, i caricabatterie che le ricaricano non hanno tenuto il passo. Ad esempio \u00e8 possibile immaginare uno scenario in cui uno smartphone ricco di funzionalit\u00e0 duri tutta la giornata, ma richieda un\u2019intera notte per ricaricarsi. Una maggiore densit\u00e0 di potenza \u00e8 la chiave per migliorare le esperienze degli utenti. La nostra azienda ha investito molto nella densit\u00e0 di potenza. Uno di tali investimenti, diretto ai caricabatterie, far\u00e0 il suo debutto alla conferenza APEC 2018: restate in attesa di aggiornamenti.<\/p>\n

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        1. Energia distribuita e rinnovabile<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

          Si registra una chiara richiesta di generazione e distribuzione dell\u2019energia in modo pi\u00f9 efficiente. La sfida sta nel consentire la conversione di potenza e la gestione di diverse fonti di energia con la massima efficienza. Il nitruro di gallio (GaN) e il carburo di silicio (SiC) offrono questo potenziale combinando la capacit\u00e0 unica di operare a tensioni elevate con un\u2019efficienza elevata e dimensioni ridotte. Bench\u00e9 finora siano stati adottati in modo limitato, sia il GaN che il SiC dimostrano efficienze e densit\u00e0 precedentemente irraggiungibili nei campi di tensione necessari per supportare l\u2019energia distribuita e rinnovabile. Per portare queste tecnologie da prototipi interessanti ad un\u2019adozione di massa, crediamo che l\u2019integrazione del driver del gate nel package possa fare la differenza. Con l\u2019LMG3410<\/a><\/u> abbiamo dimostrato che avere il driver del gate in prossimit\u00e0 dei dispositivi rende possibili le prestazioni e la producibilit\u00e0 necessarie per portare queste tecnologie al prossimo livello di adozione.<\/p>\n

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          1. Elettrificazione dei veicoli<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

            \u00c8 facile notare come sono cambiate le automobili negli ultimi 10 anni. Il numero di dispositivi elettronici in ogni nuova generazione di automobili continua ad aumentare. Caratteristiche quali la frenata automatica, i sensori di abbandono della corsia e i fari automatici autoadattivi sono ormai all\u2019ordine del giorno e sono resi possibili dai semiconduttori e dalla gestione dell\u2019alimentazione. Anche il numero di veicoli elettrici (un tempo poco utilizzati per questioni di autonomia, costi e tempi di ricarica) dovrebbe aumentare da 2 milioni a 280 milioni entro il 2040 in gran parte grazie ai miglioramenti nell\u2019elettronica basata sui semiconduttori. All\u2019interno dell\u2019auto, l\u2019integrazione di pi\u00f9 componenti elettronici offre ai consumatori esperienze migliori, ma questi miglioramenti tecnologici sono legati alle sfide poste dalle interferenze elettromagnetiche (EMI). Le EMI, sia irradiate che condotte, possono creare interferenze in sistemi fondamentali, portando a un\u2019esperienza utente deludente o, peggio, a problemi di sicurezza. La mitigazione delle EMI \u00e8 quindi diventata una grande sfida e un\u2019enorme opportunit\u00e0 di innovazione. Investire in tecniche che vanno dallo spettro variabile (vedere ad esempio TPS55165<\/a><\/u>) ai driver del gate adattivi per la cancellazione attiva del rumore consente un\u2019accelerazione ancora pi\u00f9 rapida dell\u2019elettronica e della tecnologia nei veicoli futuri.<\/p>\n

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            1. Automazione industriale<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

              L\u2019automazione industriale offre la possibilit\u00e0 di migliorare la produttivit\u00e0 e l\u2019efficienza produttiva. A questa opportunit\u00e0 \u00e8 legata la sfida della sicurezza. Le fabbriche automatizzate hanno spesso attrezzature pesanti che richiedono alte tensioni per funzionare, rendendole un ambiente gravoso e potenzialmente pericoloso. Un fattore chiave per l\u2019automazione industriale diventano quindi le tecnologie di isolamento che consentono a nodi di sensori e operatori di funzionare in modo efficace e sicuro in presenza di tensioni elevate. Immaginate di avere la possibilit\u00e0 di trasferire una potenza inferiore a vari sistemi di sensori proteggendo l\u2019operatore da picchi di tensione 60 volte maggiori rispetto alle tensioni domestiche su una distanza inferiore al diametro di una moneta. Sono esattamente queste le tecnologie che vengono rese possibili quando i progettisti utilizzano dispositivi come l\u2019ISOW7841<\/a><\/u>. La nostra azienda sta rivolgendo la sua attenzione a tali opportunit\u00e0 e mettendo alla prova queste tendenze sviluppando nuove tecnologie. Siamo entusiasti del fatto che le nostre innovazioni aiutino i clienti a risolvere le loro problematiche in termini di energia e gestione dell\u2019energia.<\/p>\n<\/div>\n

              L’articolo Sei tendenze per la gestione energetica<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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              Autore: Redazione<\/p>\n

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