Solar Unmanned Aerial Vehicle

Progetto SUAV

Obiettivo del progetto è lo sviluppo di un aeromobile a pilotaggio remoto (UAV) alimentato da energia solare, capace di volare per periodi di diversi mesi ad altitudini di circa 20 km, ossia inferiori rispetto a quelle dei satelliti, ma significativamente più alte di quelle dei voli commerciali.

La scelta di investire in questo progetto è legata all’interesse, sempre crescente da parte del mercato, per gli UAV, più comunemente noti come droni. Il progetto risponde a questa domanda e, parallelamente, anche a quella di ricerca e sviluppo di sistemi di propulsione meno inquinanti e più sostenibili.

Diversi sono gli ambiti di applicazione per la tecnologia proposta, che potrebbe essere impiegata per il monitoraggio dell’agricoltura, delle aree vulcaniche, delle frontiere, o anche per effettuare operazioni di ricognizione, per il controllo dell’immigrazione, o nel settore delle telecomunicazioni per massimizzare la connettività o rilevare e prevenire in modo sicuro i guasti dei ripetitori.

La tecnologia

L’idea è quella di utilizzare la luce catturata dai pannelli solari durante le ore diurne per produrre energia elettrica, con un valore che potrà variare tra zero e un massimo a seconda della latitudine, della stagione, dell’ora e del relativo angolo di azimut tra il sole e la superficie dei pannelli. 

Non tutta la potenza incidente è destinata ad essere convertita in energia elettrica, e ciò dipende dall’efficienza dei pannelli, la quale è a sua volta condizionata da fattori come la tecnologia delle celle, la loro temperatura e il grado di usura. Altre perdite saranno poi legate al funzionamento dei convertitori di potenza.

Per quanto riguarda la gestione dell’altitudine, questa è affidata alla propulsione generata dall’elica dell’aeromobile. Per tale propulsione sarà impiegata parte dell’energia elettrica prodotta dai pannelli. Un’altra parte di questa energia andrà invece ad alimentare la batteria per il trasporto del carico utile (payload).

Uno degli elementi di maggiore criticità del sistema è rappresentato dalla necessità di renderlo idoneo a gestire i rischi connessi alle basse temperature che si registrano alle altitudini previste. Al fine di garantire condizioni di lavoro sicure per la batteria e l’elettronica di bordo, si potrebbero recuperare le perdite termiche dai motori elettrici e, tramite un fluido adeguato, convogliarle in modo da favorire la corretta gestione termica della batteria e dell’apparecchiatura elettronica. Sempre a tal fine, si potrebbe pensare di implementare, a bordo del drone, un sistema per l’immagazzinamento di energia termica basato sulla memoria di calore latente, con l’uso di materiali a cambiamento di fase (PCM).

Il team